KR102556157B1 - 공융용매를 이용한 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법 - Google Patents

공융용매를 이용한 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양쪽성 화합물인 베타인계 화합물과 수소결합 공여체를 포함하는 공용용매를 이용하여 5-치환-1H-테트라졸을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 제조방법은 간편하게 제조 가능한 공융용매 시스템을 이용하여 다양한 기질의 5-치환-1H-테트라졸을 제조하는 경제적인 방법을 제공한다.

Description

공융용매를 이용한 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법{Process for preparing 5-substituted-1H-tetrazoles using deep eutectic solvent}
본 발명은 공융용매 내에서 다양한 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베타인계 화합물과 수소결합 공여체로부터 제조된 공융용매 내에서 니트릴 화합물과 아지드화 나트륨의 고리첨가반응으로 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 방법에 관한 것이다.
공융용매(deep eutectic solvent, DES)는 서로 수소결합이 가능한 두 종류의 성분이 혼합되어 각 성분보다 더 낮은 녹는점을 가지며 열적 안정성이 매우 우수한 공융 혼합물로, 주로 사차 암모늄염과 수소 결합 공여체의 조합을 통해 다양한 물리화학적 성질을 갖는 용매의 제조가 가능한 특징이 있다. 공융용매는 양이온과 음이온으로 이루어진 이온성 액체와 점도, 밀도, 전도도 및 용해성 등이 유사하나 이온성 액체에 비해 제조가 용이하고, 저독성을 띄며 저가의 원재료로 제조가 가능하여 경제적인 장점이 있어 이온성 액체를 대체하는 차세대 물질로 각광을 받고 있다. 또한, 공융용매를 이용하여 생성물의 선택적 추출이 가능하고 유기물, 무기염뿐만이 아니라 전이금속 착물과 나노 입자도 용해하며 재순환 또한 가능한 장점이 있다. 따라서 공융용매는 친환경적이며 경제적으로도 효율적인 공정 설계를 가능케 하는 미래 산업의 기대물질이다.
테트라졸 및 이의 유도체는 헤테로 고리화합물의 한 종류로서 분자 내 질소를 다량으로 포함하고 있어 바인더 등의 고에너지 물질로 활용되어 왔고, 생리학적 활성을 갖는 약물작용 발생단 또는 카르복실산의 대용으로 유기합성 및 의약분야에서 사용되어 왔으며, 또한 안정성이 뛰어나 재료 과학 분야 등에도 널리 응용되고 있는 매우 중요한 물질이다. 이 중 대표적인 5-치환-1H-테트라졸 화합물은 니트릴 화합물과 아지드 화합물과의 [2+3] 고리 첨가 반응으로 합성되는데, 종래의 방식은 주로 유기 용매를 사용하고, 고온의 가혹한 온도 조건 하에서 테트라졸 및 이의 유도체를 합성하는 방법이 주를 이루었다. 따라서 공정의 용이성 및 다양한 산업분야에 쉽게 적용하기 위해 DMF나 DMSO와 같은 유기용매를 사용하지 않고, 보다 온화하고 저독성의 안전한 조건에서 테트라졸을 제조하는 방법이 연구중이나 현재까지도 매우 미비한 실정이다. 그러나 최근, 공융용매를 사용하여 테트라졸을 보다 온화한 조건에서 효과적으로 합성하는 제조법이 보고되고 있으며 그 방법은 다음과 같다.
공융용매를 사용하여 니트릴 화합물로부터 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 방법으로 하기의 반응식 1과 같이 다브코(DABCO)와 알킬할라이드의 반응을 통해 생성된 다브코-이온성액체(DABCO-IL)에 PEG-400이 1:2의 몰비로 혼합된 공융용매를 사용하여 118 ℃ 내지 121 ℃의 온도에서 반응을 진행하여 다양한 5-치환-1H-테트라졸을 합성한 예가 보고된 바 있다 (ACS Omega, 2017, 2, 2891).
[반응식 1]
공융용매를 사용하여 니트릴 화합물로부터 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 또 다른 방법으로는 하기의 반응식 2와 같이 콜린클로라이드와 염화아연이 1:2의 몰비로 혼합된 공융용매를 사용하여, 140 ℃의 고온에서 반응을 진행하여 다양한 5-치환-1H-테트라졸을 합성한 예가 보고된 바 있다 (Synth . Commun . 2017, 47, 779).
[반응식 2]
공융용매를 사용하여 니트릴 화합물로부터 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 또 다른 방법으로는 하기의 반응식 3과 같이 모폴린과 알킬할라이드의 반응을 통해 생성된 모폴린-이온성액체(MoBr)에 디에틸렌 글리콜이 1:2의 몰비로 혼합된 공융용매를 사용하여, 80 ℃ 내지 82℃의 온도에서 반응을 진행하여 다양한 5-치환-1H-테트라졸을 합성한 예가 보고된 바 있다 (Chemselect, 2018, 3, 12907).
[반응식 3]
상기의 제조법들은 다양한 공융용매 조합으로 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 방법을 제공하나 모폴린 또는 다브코 등의 아민 화합물을 이온성액체로 전환한 후 공융용매를 제조해야 되는 번거로움이 있으며, 콜린클로라이드와 염화아연을 공융용매로 제조하는 과정에서 촉매 및 용매로 사용되는 염화아연이 과량으로 필요하고, 반응기질이 매우 제한적이라는 단점이 있다. 그 밖에도 고온의 반응온도 등의 문제가 있어 이러한 제조방법으로 공정 및 대량 생산에 적용하기에는 한계가 있다. 이에 보다 간편하고 효과적인 방법으로 5-치환-1H-테트라졸 및 이의 다양한 치환기를 갖는 유도체를 제조할 수 있는 새로운 합성법 개발이 필요하다.
본 발명의 일 목적은, 공융용매를 이용하여 5-치환-1H-테트라졸을 제조하는 경제적인 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 측면은, 베타인(Betaine)계 화합물과 수소결합 공여체(Hydrogen bond donor, HBD)를 포함하는 공융용매, 및 할로겐 아연 하에서,
니트릴 화합물 및 아지드화 나트륨을 고리화 반응시키는 단계를 포함하는, 하기 화학식 1로 표시되는 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
상기 R은, 치환 또는 비치환된 단환식 아릴기, 치환 또는 비치환된 다환식 아릴기, 또는 N, O, S, Si 및 Se로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 3 내지 20 원자의 헤테로아릴기이고;
상기 단환식 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기이고;
상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 또는 플루오레닐기이고; 및
상기 치환은 히드록시, 아미노, 시아노, 니트로, 카르복실, C1- 20알킬, 및 C1-20알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기가 치환된 것이다.
본 발명은 양쪽성 화합물인 베타인계 화합물과 수소결합 공여체를 포함하는 공용용매를 이용하여 5-치환-1H-테트라졸을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 제조방법은 간편하게 제조 가능한 공융용매 시스템을 이용하여 다양한 기질의 5-치환-1H-테트라졸을 제조하는 경제적인 방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
한편, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 나아가, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 일 측면은 베타인(Betaine)계 화합물과 수소결합 공여체(Hydrogen bond donor, HBD)를 포함하는 공융용매, 및 할로겐 아연 하에서,
니트릴 화합물 및 아지드화 나트륨을 고리화 반응시키는 단계를 포함하는, 하기 화학식 1로 표시되는 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
상기 R은, 치환 또는 비치환된 단환식 아릴기, 치환 또는 비치환된 다환식 아릴기, 또는 N, O, S, Si 및 Se로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 3 내지 20 원자의 헤테로아릴기이고;
상기 단환식 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기이고;
상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 또는 플루오레닐기이고; 및
상기 치환은 히드록시, 아미노, 시아노, 니트로, 카르복실, C1- 20알킬, 및 C1-20알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기가 치환된 것이다
상기 단환식 아릴기 또는 단환식 아릴기는 C5- 20아릴, C5- 15아릴, C5- 13아릴, 또는 C5- 10아릴을 포함하는 것일 수 있는데, 반드시 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 헤테로아릴기는 3 내지 15 원자, 3 내지 12 원자, 3 내지 10 원자, 5 내지 10 원자, 3 내지 8 원자, 또는 5 내지 8 원자의 헤테로아릴기일 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디 아졸기, 트리아졸기, 피리딜기 , 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 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, 또는 디벤조퓨라닐기일 수도 있다.
상기 C1- 20알킬은 직쇄 또는 분지쇄의 C1- 18알킬, C1- 15알킬, C1- 10알킬, 또는 C1- 8알킬일 수 있고 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 C1- 20알콕시는 직쇄 또는 분지쇄의 C1- 18알콕시, C1- 15알콕시, C1- 10알콕시, 또는 C1- 5알콕시일 수 있고 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 할로겐 아연은 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Zn-X
상기 X는 할로겐 원자로, 예를 들면 F, Br, Cl, 또는 I일 수 있다. 이때, 상기 할로겐 아연은 촉매로 사용되는 것일 수 있다.
상기 니트릴 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 3]
R-CN
이때, 상기 R은 상기에서 정의한 바를 동일하게 적용할 수 있다.
상기 베타인계 화합물과 상기 할로겐 아연의 몰비는 1:0.1 내지 1:2일 수 있는데, 반드시 상기 범위에 제한되는 것은 아니고, 예를 들면 1:0.1 내지 1:1, 1:0.1 내지 1:0.8, 1:0.2 내지 1:0.8, 또는 1:0.3 내지 1:0.7일 수도 있다. 본 발명의 일 측면은 상기의 공융용매 시스템을 이용함으로써 적은 할로겐 아연으로도 효과적으로 5-치환-1H-테트라졸을 제조할 수 있음을 확인하였다.
상기 니트릴 화합물과 상기 할로겐 아연의 몰비는 1:0.1 내지 1:2일 수 있는데, 반드시 상기 범위에 제한되는 것은 아니고, 예를 들면 1:0.1 내지 1:1, 1:0.1 내지 1:0.8, 1:0.2 내지 1:0.8, 또는 1:0.3 내지 1:0.7일 수도 있다.
상기 베타인계 화합물과 수소결합 공여체는 1:0.5 내지 1:5의 몰비로 공융용매에 포함될 수 있는데, 반드시 상기 범위에 제한되는 것은 아니고, 예를 들면 1:0.5 내지 1:4, 1:0.5 내지 1:3.5, 1:0.5 내지 1:3, 1:1 내지 1:3, 또는 1:1.5 내지 1:2.5일 수도 있다.
상기 니트릴 화합물과 베타인계 화합물의 몰비는 1:0.1 내지 1:10일 수 있는데, 반드시 상기 범위에 제한되는 것은 아니고 예를 들면 1:0.1 내지 1:8, 1:0.1 내지 1:5, 1:0.5 내지 1:3, 1:0.5 내지 1:2, 또는 1:1일 수 있다.
또한, 상기 공융용매는 니트릴 화합물의 몰 농도가 0.05 M 내지 3 M가 되도록 첨가할 수 있고, 또는 0.1 M 내지 2.5 M, 0.5 M 내지 3 M, 0.5 M 내지 2.5 M, 또는 1 M 내지 3 M이 되도록 첨가할 수 있으나 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 베타인계 화합물은 베타인(Betaine), 아몬드아미도프로필 베타인(Almondamidopropyl Betaine), 아프리콧아미도프로필 베타인(Apricotamidopropyl Betaine), 아보카드아미도프로필 베타인(Avocadamidopropyl Betaine), 바바수아미도프로필 베타인(Babassuamidopropyl Betaine), 베헨아미도프로필 베타인(Behenamidopropyl Betaine), 베헤닐 베타인(Behenyl Betaine), 카놀아미도프로필 베타인(Canolamidopropyl Betaine), 카프릴/카프르아미도프로필 베타인(Capryl/Capramidopropyl Betaine), 세틸 베타인(Cetyl Betaine), 코코-베타인(Coco Betaine), 코카미도에틸 베타인(Cocamidoethyl Betaine), 코카미도프로필 베타인(Cocamidopropyl Betaine), 코코/올레아미도프로필 베타인(Coco/Oleamidopropyl Betaine), 쿠푸아수아미도프로필 베타인(Cupuasuamidopropyl Betaine), 데실 베타인(Decyl Betaine), 수소화 탈로우 베타인(Hydrogenated Tallow Betaine), 이소스테아르아미도 프로필 베타인 (Isostearamidopropyl Betaine), 라우르아미도프로필 베타인(Lauramidopropyl Betaine), 라우릴 베타인(Lauryl Betaine), 밀크아미도프로필 베타인(Milkamidopropyl Betaine), 밍크아미도프로필 베타인(Minkamidopropyl Betaine), 미리스트아미도프로필 베타인(Myristamidopropyl Betaine), 미리스틸 베타인(Myristyl Betaine), 올레아미도프로필 베타인(Oleamidopropyl Betaine), 올레일 베타인(Oleyl Betaine), 올리브아미도프로필 베타인(Olivamidopropyl Betaine), 팜아미도프로필 베타인(Palmamidopropyl Betaine), 팔미트아미도프로필 베타인(Palmitamidopropyl Betaine), 팜 커넬아미도프로필 베타인(Palm Kernelamidopropyl Betaine), 리시놀레아미도프로필 베타인(Ricinoleamidopropyl Betaine), 세스아미도프로필 베타인, 소이아미도프로필 베타인(Soyamidopropyl Betaine), 스테아르아미도프로필 베타인(Stearamidopropyl Betaine), 스테아릴 베타인(Stearyl Betaine), 탈로우아미도프로필베타인(Tallowamidopropyl Betaine), 탈로우 베타인(Tallow Betaine), 탈로우 디히드록시에틸 베타인(Tallowdihydroxyethyl Betaine), 또는 운데실렌아미도프로필 베타인(Undecylenamidopropyl Betaine)일 수 있다.
상기 수소결합 공여체는 상기 베타인계 화합물과 수소결합 할 수 있는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 우레아, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,2-부탄다이올, 1,3-부탄다이올, 1,4-부탄다이올, 2,3-부탄다이올, 1,6-헥산다이올, 글리세롤, 시트릭산, 옥살산, 말릭산, 말로닉산, 레불린산, 타타릭산, 글루코스, 수크로스, 프럭토스, 자일로스 또는 솔비톨일 수 있다.
상기 공융용매는 베타인계 화합물과 수소결합 공여체가 혼합된 공융용매를 시중에서 구입하여 사용하거나 직접 제조하여 사용할 수 있는데, 공융용매를 제조하는 경우에는 베타인계 화합물과 수소결합 공여체를 혼합한 후 80 ℃ 내지 150 ℃의 온도에서 15분 내지 12시간 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 온도 및 시간 범위는 반드시 상기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 80 ℃ 내지 120 ℃의 온도에서 1시간 내지 5시간 또는 1시간 내지 3시간 동안 반응시킬 수도 있다.
상기 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법에서 고리화 반응시키는 단계는 1시간 내지 24시간 동안 수행될 수 있는데, 반드시 상기 시간 범위에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 1시간 내지 20시간, 1시간 내지 15시간, 2시간 내지 시간, 또는 8시간 내지 15시간 동안 반응시킬 수 있다. 또한, 상기 고리화 반응시키는 단계는 25 ℃ 내지 150 ℃에서 수행될 수 있는데, 반드시 상기 온도 범위에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 25 ℃ 내지 130 ℃, 50 ℃ 내지 150 ℃, 또는 80 ℃ 내지 120 ℃에서 수행될 수 있다. 상기 고리화 반응 단계의 시간 및 온도 조건은 반응물과 반응 조건에 따라 통상의 기술자가 적합한 조건으로 적절히 설계할 수 있다.
상기 고리화 반응시키는 단계에서 니트릴 화합물과 아지드화 나트륨은 1:0.5 내지 1:3 또는 1:0.5 내지 1:1.5의 반응 몰비로 사용될 수 있다.
상기 고리화 반응시키는 단계 후에는, 산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 산 수용액은 통상적으로 사용하는 것을 적절히 채택하여 선택하여 사용할 수도 있고, 예를 들면 염산, 인산, 또는 황산을 사용할 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 산 수용액을 첨가하는 것은 반응 후처리를 위해 수행되는 것일 수 있고, 산 수용액을 첨가할 때는 예를 들면 니트릴 화합물에 대해 1 내지 3의 반응 몰비로 첨가할 수 있다.
상기 산 수용액 첨가하고 여과 후 농축하는 단계는 구체적으로 산 수용액을 첨가한 후 에틸아세테이트 및 메틸렌 클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 용매를 더 첨가하고 층 분리 후 유기층을 수집하여 농축하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 측면은 상기 제조방법을 통해 기존 제법에 존재했던 유기용매 사용에 따른 유해성 및 공정의 위험성을 낮출 수 있고, 고온으로 인해 대량 생산 과정에서 발생할 수 있는 유해가스, 폭발 위험 등을 줄일 수 있음을 확인하였다. 또한, 기존의 용융용매 제조를 위해 모폴린 또는 다브코 등의 아민 화합물을 이온성 액체로 전환한 후 공융용매를 제조해야하는 번거로움을 해소하였으며, 할로겐 아연의 첨가량을 줄이고 반응 온도를 낮추면서도 보다 다양한 기질의 5-치환-1H-테트라졸를 제조할 수 있으므로 경제적이고 간편하다.
이하, 본 발명의 실시예 및 실험예를 하기에 구체적으로 예시하여 설명한다. 다만, 후술하는 실시예 및 실험예는 본 발명의 일부를 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 공융용매 제조
[반응식 4]
둥근바닥 플라스크 50 mL에 베타인 (11.6 g, 99.6 mmol)과 에틸렌 글리콜 (12.3 g, 199.2 mmol)을 혼합한 뒤 100 ℃의 온도에서 2시간 교반 후 상온으로 천천히 냉각하여 베타인/에틸렌글리콜 공융용매를 제조하였다.
< 실시예 2> 5-페닐-1H- 테트라졸의 제조
벤조니트릴 103 mg (1.0 mmol)과 소듐아지드 98 mg (1.5 mmol), 염화아연 69 mg (0.5 mmol), 및 상기 실시예 1에서 제조한 공융용매 (베타인/에틸렌 글리콜, 몰비 1/2) 1.5 mL를 첨가한 후, 혼합물을 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 이때 상기 베타인과 염화아연의 몰비는 1:0.5로 하였다. 반응 종료 후 3 N 염산 수용액을 약 3 mL 첨가하여 pH를 2 내지 3으로 조정하여 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과물을 건조하여 약 125 mg의 5-페닐-1H-테트라졸(5-Phenyl-1H-tetrazole)을 얻었다 (수율 86%).
1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 8.06 - 8.02 (m, 2H), 7.68 - 7.54 (m, 3H)
13C NMR (126 MHz, DMSO) δ 155.8, 131.7, 129.9, 127.5, 124.6
< 실시예 3> 5-(3- 니트로페닐 )-1H- 테트라졸의 제조
3-니트로벤조니트릴 151 mg (1.0 mmol)과 소듐아지드 98 mg (1.5 mmol), 염화아연 69 mg (0.5 mmol), 및 상기 실시예 1에서 제조한 공융용매 (베타인/에틸렌 글리콜, 몰비 1/2) 1.5 mL를 첨가한 후, 혼합물을 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 이때 상기 베타인과 염화아연의 몰비는 1:0.5로 하였다. 반응 종료 후 3 N 염산 수용액을 약 3 mL 첨가하여 pH를 2 내지 3으로 조정한 후 에틸 아세테이트를 20 mL 첨가하여 흔들어 층을 분리하여 유기층을 따로 모아주었다. 유기층은 물 10 mL로 세척한 뒤 유기층을 분리한 후 건조하여 약 159 mg의 5-(3-니트로페닐)-1H-테트라졸(5-(3-Nitrophenyl)-1H-tetrazole)을 얻었다 (수율 83%).
1H-NMR (DMSO, 500 MHz) δ 8.84 (t, J = 2.0 Hz, 1H), 8.48 (dt, J = 7.8, 1.3 Hz, 1H), 8.43 (ddd, J = 8.3, 2.4, 1.0 Hz, 1H), 7.92 (t, J = 8.0 Hz, 1H).
13C-NMR (DMSO, 125 MHz) δ 155.5, 148.8, 133.6, 131.7, 126.6, 126.1, 122.0
< 실시예 4> 5-( 퓨란 -2-일)-1H- 테트라졸의 제조
2-퓨로니트릴 94 mg (1.0 mmol)과 소듐아지드 98 mg (1.5 mmol), 염화아연 69 mg (0.5 mmol), 공융용매 (베타인/에틸렌 글리콜, 몰비 1/2) 1.5 mL를 첨가한 후, 혼합물을 100 ℃에서 5시간 동안 교반하였다. 이때 상기 베타인과 염화아연의 몰비는 1:0.5로 하였다. 반응 종료 후 3 N 염산 수용액을 약 3 mL 첨가하여 pH를 2 내지 3으로 조정하여 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과물을 건조하여 약 115 mg의 5-(퓨란-2-일)-1H-테트라졸(5-(Furan-2-yl)-1H-tetrazole)을 얻었다 (수율 85%).
1H-NMR (DMSO, 500 MHz) : δ 8.04 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.27 (d, J = 3.5 Hz, 1H), 6.78 (dd, J = 3.5, 1.8 Hz, 1H)
13C-NMR (DMSO, 125 MHz) : δ 148.8, 146.6, 140.5, 113.6, 113.0
이상, 본 발명을 바람직한 실시예 및 실험예를 통해 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특성 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 베타인(Betaine)계 화합물과 수소결합 공여체(Hydrogen bond donor, HBD)를 포함하는 공융용매, 및 할로겐 아연 하에서,
    니트릴 화합물 및 아지드화 나트륨을 고리화 반응시키는 단계를 포함하며,
    상기 수소결합 공여체는 우레아, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,2-부탄다이올, 1,3-부탄다이올, 1,4-부탄다이올, 2,3-부탄다이올, 1,6-헥산다이올, 글리세롤, 시트릭산, 옥살산, 말릭산, 말로닉산, 레불린산, 타타릭산, 글루코스, 수크로스, 프럭토스, 자일로스 및 솔비톨로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 하기 화학식 1로 표시되는 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112023012434261-pat00010

    상기 R은, 치환 또는 비치환된 단환식 아릴기, 치환 또는 비치환된 다환식 아릴기, 또는 N, O, S, Si 및 Se로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 3 내지 20 원자의 헤테로아릴기이고;
    상기 단환식 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 또는 터페닐기이고;
    상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 또는 플루오레닐기이고; 및
    상기 치환은 히드록시, 아미노, 시아노, 니트로, 카르복실, C1-20알킬, 및 C1-20알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기가 치환된 것이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐 아연은 하기 화학식 2로 표시되는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법:
    [화학식 2]
    Zn-X
    상기 X는 F, Br, Cl, 또는 I이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 니트릴 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법:
    [화학식 3]
    R-CN
    상기 R은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베타인계 화합물과 상기 할로겐 아연의 몰비는 1:0.1 내지 1:2인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 니트릴 화합물과 상기 할로겐 아연의 몰비는 1:0.1 내지 1:2인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베타인계 화합물과 수소결합 공여체는 1:0.5 내지 1:5의 몰비로 공융용매에 포함되는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베타인계 화합물은 베타인, 아몬드아미도프로필 베타인, 아프리콧아미도프로필 베타인, 아보카드아미도프로필 베타인, 바바수아미도프로필 베타인, 베헨아미도프로필 베타인, 베헤닐 베타인, 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 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응시키는 단계는 1시간 내지 24시간 동안 수행되는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응시키는 단계는 25 ℃ 내지 150 ℃에서 수행되는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응시키는 단계 후에, 산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축하는 단계를 더 포함하는, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
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