KR102621051B1 - 금속 유기 골격체(mof)를 사용한 알데히드 화합물의 합성방법 - Google Patents
금속 유기 골격체(mof)를 사용한 알데히드 화합물의 합성방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102621051B1 KR102621051B1 KR1020210113426A KR20210113426A KR102621051B1 KR 102621051 B1 KR102621051 B1 KR 102621051B1 KR 1020210113426 A KR1020210113426 A KR 1020210113426A KR 20210113426 A KR20210113426 A KR 20210113426A KR 102621051 B1 KR102621051 B1 KR 102621051B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- indole
- compound
- synthesizing
- aldehyde compound
- mof
- Prior art date
Links
- -1 aldehyde compound Chemical class 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- OLNJUISKUQQNIM-UHFFFAOYSA-N indole-3-carbaldehyde Chemical compound C1=CC=C2C(C=O)=CNC2=C1 OLNJUISKUQQNIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000012918 MOF catalyst Substances 0.000 claims description 22
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- PASDCCFISLVPSO-UHFFFAOYSA-N benzoyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC=C1 PASDCCFISLVPSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 8
- SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N N,N‐diethylformamide Chemical compound CCN(CC)C=O SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 5
- GRJZJFUBQYULKL-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1h-indole Chemical compound BrC1=CC=CC2=C1C=CN2 GRJZJFUBQYULKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VXWVFZFZYXOBTA-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-1h-indole Chemical compound BrC1=CC=C2NC=CC2=C1 VXWVFZFZYXOBTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MYTGFBZJLDLWQG-UHFFFAOYSA-N 5-chloro-1h-indole Chemical compound ClC1=CC=C2NC=CC2=C1 MYTGFBZJLDLWQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ODFFPRGJZRXNHZ-UHFFFAOYSA-N 5-fluoroindole Chemical compound FC1=CC=C2NC=CC2=C1 ODFFPRGJZRXNHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YPKBCLZFIYBSHK-UHFFFAOYSA-N 5-methylindole Chemical compound CC1=CC=C2NC=CC2=C1 YPKBCLZFIYBSHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OZFPSOBLQZPIAV-UHFFFAOYSA-N 5-nitro-1h-indole Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C2NC=CC2=C1 OZFPSOBLQZPIAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ONYNOPPOVKYGRS-UHFFFAOYSA-N 6-methylindole Natural products CC1=CC=C2C=CNC2=C1 ONYNOPPOVKYGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000006561 solvent free reaction Methods 0.000 claims description 4
- DENKGPBHLYFNGK-UHFFFAOYSA-N 4-bromobenzoyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(Br)C=C1 DENKGPBHLYFNGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RKIDDEGICSMIJA-UHFFFAOYSA-N 4-chlorobenzoyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 RKIDDEGICSMIJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NJAKCIUOTIPYED-UHFFFAOYSA-N 4-iodobenzoyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(I)C=C1 NJAKCIUOTIPYED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NQUVCRCCRXRJCK-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzoyl chloride Chemical compound CC1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 NQUVCRCCRXRJCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000002485 formyl group Chemical group [H]C(*)=O 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SKDHHIUENRGTHK-UHFFFAOYSA-N 4-nitrobenzoyl chloride Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 SKDHHIUENRGTHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims 3
- OLNJUISKUQQNIM-PTQBSOBMSA-N 1h-indole-3-carbaldehyde Chemical group C1=CC=C2C([13CH]=O)=CNC2=C1 OLNJUISKUQQNIM-PTQBSOBMSA-N 0.000 claims 1
- 125000001999 4-Methoxybenzoyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1OC([H])([H])[H])C(*)=O 0.000 claims 1
- PXQNJDUJSVCPCD-UHFFFAOYSA-N C(C)N(C=O)CC.C(C)N(C=O)CC Chemical compound C(C)N(C=O)CC.C(C)N(C=O)CC PXQNJDUJSVCPCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- UXGNZZKBCMGWAZ-UHFFFAOYSA-N dimethylformamide dmf Chemical compound CN(C)C=O.CN(C)C=O UXGNZZKBCMGWAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 18
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 150000004395 organic heterocyclic compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 32
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- NBKQRVSGHYZUOR-UHFFFAOYSA-N indoline-3-carbaldehyde Natural products C1=CC=C2C(C=O)CNC2=C1 NBKQRVSGHYZUOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 24
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 150000002475 indoles Chemical class 0.000 description 20
- 238000006170 formylation reaction Methods 0.000 description 11
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 230000022244 formylation Effects 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 7
- PEENKJZANBYXNB-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-1h-indole-3-carbaldehyde Chemical compound BrC1=CC=C2NC=C(C=O)C2=C1 PEENKJZANBYXNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 5
- 238000003818 flash chromatography Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarboxylic acid Chemical group OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=CC(C(O)=O)=C1 QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- YXEXOIGXNYITQH-UHFFFAOYSA-N 5-chloro-1h-indole-3-carbaldehyde Chemical compound ClC1=CC=C2NC=C(C=O)C2=C1 YXEXOIGXNYITQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YUAJKGBLPVLADK-UHFFFAOYSA-N 5-fluoro-1h-indole-3-carbaldehyde Chemical compound FC1=CC=C2NC=C(C=O)C2=C1 YUAJKGBLPVLADK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DWAQDRSOVMLGRQ-UHFFFAOYSA-N 5-methoxyindole Chemical compound COC1=CC=C2NC=CC2=C1 DWAQDRSOVMLGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TUWARWGEOHQXCO-UHFFFAOYSA-N 5-methoxyindole-3-carbaldehyde Chemical compound COC1=CC=C2NC=C(C=O)C2=C1 TUWARWGEOHQXCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZTNQWTPWKNDRNF-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-1h-indole-3-carbaldehyde Chemical compound CC1=CC=C2NC=C(C=O)C2=C1 ZTNQWTPWKNDRNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PHKYMSLVWLYDKP-UHFFFAOYSA-N 5-nitro-1h-indole-3-carbaldehyde Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C2NC=C(C=O)C2=C1 PHKYMSLVWLYDKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 150000008430 aromatic amides Chemical class 0.000 description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- IPAFHZDRYAWZOB-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1h-indole-3-carbaldehyde Chemical compound BrC1=CC=CC2=C1C(C=O)=CN2 IPAFHZDRYAWZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012359 Methanesulfonyl chloride Substances 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MXMOTZIXVICDSD-UHFFFAOYSA-N anisoyl chloride Chemical compound COC1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 MXMOTZIXVICDSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- UTCSSFWDNNEEBH-UHFFFAOYSA-N imidazo[1,2-a]pyridine Chemical group C1=CC=CC2=NC=CN21 UTCSSFWDNNEEBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- QARBMVPHQWIHKH-UHFFFAOYSA-N methanesulfonyl chloride Chemical compound CS(Cl)(=O)=O QARBMVPHQWIHKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SATWKVZGMWCXOJ-UHFFFAOYSA-N 4-[3,5-bis(4-carboxyphenyl)phenyl]benzoic acid Chemical compound C1=CC(C(=O)O)=CC=C1C1=CC(C=2C=CC(=CC=2)C(O)=O)=CC(C=2C=CC(=CC=2)C(O)=O)=C1 SATWKVZGMWCXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNHBYKHXBCYPBJ-UHFFFAOYSA-N 5-ethynylimidazo[1,2-a]pyridine Chemical compound C#CC1=CC=CC2=NC=CN12 VNHBYKHXBCYPBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013148 Cu-BTC MOF Substances 0.000 description 1
- 239000013236 Zn4O(BTB)2 Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229940054051 antipsychotic indole derivative Drugs 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- JIKUXBYRTXDNIY-UHFFFAOYSA-N n-methyl-n-phenylformamide Chemical compound O=CN(C)C1=CC=CC=C1 JIKUXBYRTXDNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000013259 porous coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D209/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
- C07D209/04—Indoles; Hydrogenated indoles
- C07D209/10—Indoles; Hydrogenated indoles with substituted hydrocarbon radicals attached to carbon atoms of the hetero ring
- C07D209/12—Radicals substituted by oxygen atoms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
- B01J31/1691—Coordination polymers, e.g. metal-organic frameworks [MOF]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B41/00—Formation or introduction of functional groups containing oxygen
- C07B41/06—Formation or introduction of functional groups containing oxygen of carbonyl groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Indole Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 통상의 가열 및 마이크로파 조사 조건에서 금속 유기 골격체(MOF)의 촉매작용에 의해 유기 헤테로시클릭 화합물을 포르밀화하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 헤테로시클릭 화합물의 포르밀화 방법에 의하면 저비용으로 수율 85% 이상의 높은 반응 효율을 나타내는 알데히드 화합물을 제조할 수 있으며, 합성 시 환경 오염을 방지할 수 있고 짧은 반응 시간이 소요될 뿐 아니라 높은 생산 안전성을 제공한다.
Description
본 발명은 불균일 촉매로서 금속 유기 골격체(MOF)를 사용하여 방향족 헤테로시클릭 화합물을 알데히드 화합물로 합성하는 방법에 관한 것이다.
포르밀화(formylation)는 유기 화합물을 관능화하는 중요한 합성방법으로, 이에 의해 제약 및 화학 산업에서 매우 유용한 전구체들이 제조된다. 그러나 종래의 알데히드 합성방법은 안전성 문제와 높은 사고 위험을 수반한다는 문제점이 있었다.
첫째, 옥시염화인(phosphorus oxychloride)과 같은 고독성 화학물질을 다량으로 사용하면 인간의 건강과 환경 오염에 심각한 위험을 초래할 수 있다. 둘째, 현재 수행되는 방법에 의한 포르밀화는 종종 큰 열을 발생시키며, 이는 산업적 규모의 반응을 수행할 때 폭발 위험이 높다는 것을 의미한다. 이러한 이유들로 인하여 보다 안전하고 친화적이며 효과적으로 포르밀화하는 새로운 방법에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다.
중국등록특허 제104592225 B호는 값비싼 산화제인 tert-부틸 하이드로퍼옥사이드(C4H10O2)의 존재 하에서 구리염에 의해 촉매화되는 이미다조[1,2-a]피리딘(imidazo[1,2-a]pyridine)의 포르밀화를 개시하고 있다. 이 방법에서 포르밀화 반응은 8 내지 10시간 동안 수행되며 수율은 약 60 내지 80%이다. 그러나 이 방법에 의하면 고가의 화합물이 사용되고 반응 시간이 길어진다.
중국공개특허 제104262253 A호는 N,N-디메틸포름아미드(C3H7NO) 또는 N-메틸포름아닐리드(N-methylformanilide)(C8H9NO) 및 메탄설포닐 클로라이드(CH3ClO2S)의 혼합물을 사용하여 포르밀화 하는 것을 개시하고 있다. 이 반응은 높은 수율(> 90%)을 제공하지만 메탄설포닐 클로라이드는 고가의 화학물질이고, 강력한 건조제 및 강력한 반응물이기 때문에 무수 조건 및 엄격한 온도 제어 하에서 수행되어야 한다는 문제가 있다.
한편, 금속-유기 골격체(metal organic framework, 이하 'MOF'라 한다.)는 일반적으로 '다공성 배위고분자(porous coordination polymers)' 또는 '다공성 유무기 혼성체'라고도 하며, MOF의 골격(framework)은 SBU(secondary building unit)인 금속 클러스터(metal cluster)와 유기 리간드들 간의 공유결합에 의해 형성된다. MOF는 금속 배위 결합을 통해 멀티-토픽 유기 링커(multi-topic organic linkers)에 연결된 노드인 무기 금속-옥소 클러스터로 구성되어 영구 다공성을 갖는 확장된 골격을 형성한다. 이러한 MOF는 나노 크기의 기공을 가지고 있어 넓은 표면적을 제공한다는 장점을 가지며 다공성 물질 중 여러 분야에서 가장 응용성이 높은 물질로 대두되고 있으며, MOF의 구조 내에 존재하는 다양한 활성금속을 사용하여 촉매반응에도 적용할 수 있기 때문에 활발히 연구되고 있다. 특히, 높은 활성 사이트 밀도, 균일성, 높은 표면적, 재활용 및 재사용의 용이성으로 인하여 우수한 불균일계 촉매로 간주되고 있다. (ACS Catal. 2017, 7, 997-1014)
본 발명의 목적은 반응 시간이 짧고 제조 안전성 및 저비용을 보장하면서 독성이 낮은 화학 물질을 사용하여 헤테로시클릭 화합물을 알데히드 화합물로 합성하는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양상은
Cu, Hf, Zn 및 Zr로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속으로부터 생성된 금속 이온 또는 금속 클러스터; 및 방향족 고리에 연결된 2개 또는 3개의 카르복실산기로 구성된 카르복실레이트계 유기 링커(carboxylate-based organic linkers)를 포함하는 금속 유기 골격체(MOF) 촉매 하에서 방향족 헤테로시클릭 화합물을 반응시키는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 헤테로시클릭 화합물의 포르밀화 방법에 의하면 저비용으로 수율 85% 이상의 높은 반응 효율을 나타내는 알데히드 화합물을 제조할 수 있으며, 합성 시 환경 오염을 방지할 수 있고 짧은 반응 시간이 소요될 뿐 아니라 높은 생산 안전성을 제공한다. 또한, 부산물로서 유기합성 분야에서 유용한 방향족 아미드가 생성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유기 헤테로시클릭 화합물의 포르밀화 반응 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 1에 의해 제조된 1H-인돌-3-카르발데히드의 NMR 스펙트럼이다.
도 3은 실시예 9에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 10에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 5는 실시예 12에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 6은 실시예 13에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 7은 실시예 14에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 8은 실시예 16에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 9는 실시예 17에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 10은 실시예 18에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 11은 실시예 20에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 12는 실시예 21에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 13은 실시예 22에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 2는 실시예 1에 의해 제조된 1H-인돌-3-카르발데히드의 NMR 스펙트럼이다.
도 3은 실시예 9에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 10에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 5는 실시예 12에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 6은 실시예 13에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 7은 실시예 14에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 8은 실시예 16에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 9는 실시예 17에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 10은 실시예 18에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 11은 실시예 20에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 12는 실시예 21에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 13은 실시예 22에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
본 발명에 의한 알데히드의 합성 방법은 불균일 촉매로서 금속 유기 골격체(MOF)를 사용하여 방향족 헤테로시클릭 화합물을 포르밀화 하는 것에 의해 수행된다. 본 발명에 의하면, 짧은 반응시간이 소요되며, 제조시 안전성 및 저비용이 보장될 뿐 아니라 낮은 독성의 반응물을 사용하여 높은 수율로 알데히드 화합물을 합성할 수 있다.
본 발명에서 MOF는 Cu, Hf, Zn 및 Zr로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속으로부터 생성된 금속 이온 또는 금속 클러스터와 방향족 고리에 연결된 2개 또는 3개의 카르복실산기로 구성된 카르복실레이트계 유기 링커로 구성된다. MOF는 금속염과 카르복실레이트계 유기 링커의 용매열 반응에 의해 기존에 알려진 절차에 따라 제조되어 고체 촉매로 사용되며, 진공 하에서 가열하여 기공내의 게스트 분자들을 제거함으로써 활성화된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유기 헤테로시클릭 화합물의 포르밀화반응 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 헤테로시클릭 화합물의 포르밀화는 MOF 촉매하에서 인돌 또는 인돌 유도체 화합물(A)을 벤조일클로라이드 또는 벤조일클로라이드 유도체(B)와 유기 아미드 화합물(C)의 혼합물과 반응시킴으로써 이뤄진다.
이하, 본 발명에 의한 알데히드 합성 방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
먼저 인돌 또는 Cl, Br, F, Me, OMe, NO2 치환기를 갖는 인돌 유도체, 벤조일 클로라이드 또는 Cl, Br, I, Me, OMe, NO2 치환기를 갖는 벤조일 클로라이드 유도체 및 유기 아미드 화합물을 혼합한 혼합물을 자석 교반기를 이용하여 완전히 용해시킨다. 바람직하게 인돌 유도체, 벤조일 클로라이드 유도체 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF) 또는 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethylformamide, DEF) 화합물을 1:1.5:4의 몰비로 혼합한다.
이어서, MOF 촉매와 인돌 또는 인돌 유도체의 몰비가 1:100 내지 1:50이 되도록 MOF 촉매와 상기 혼합물을 혼합한다. 사용된 MOF 촉매량이 상기 몰비 범위보다 작으면 합성된 알데히드의 수율이 낮아지고, 과량의 MOF 촉매를 사용하는 경우 혼합하기 위한 교반이 어려우며 생성물이 잘 분리되지 않는다. 바람직하게는, MOF 촉매와 인돌 또는 인돌 유도체의 몰비는 1:100이다.
MOF 촉매가 첨가된 혼합물을 110 내지 130℃에서 3 내지 5시간 동안 가열식 자석 교반기를 사용하여 교반하거나 110 내지 130℃에서 10 내지 20분 동안 마이크로파를 조사하여 알데히드 화합물을 합성한다.
혼합물의 반응 온도가 110℃ 미만인 경우 반응이 잘 진행되지 않아 합성된 알데히드의 수율이 낮아지고 130℃ 를 초과하는 경우 부가 화합물들이 생성되어 생성물의 분리가 어렵다. 또한, 혼합물의 반응 시간이 각각 3 시간 미만이거나 10분 미만인 경우 반응이 잘 진행되지 않아 합성된 알데히드의 수율이 낮아지고 각각 5시간을 초과하거나 20분을 초과하는 경우 부가 화합물들이 생성되어 생성물의 분리가 어렵다. 바람직하게 MOF 촉매가 첨가된 혼합물을 120℃에서 4 시간 동안 가열하거나 마이크로파 시험관에서 120℃에서 15 분 동안 마이크로파를 조사하여 무용매 반응을 수행한다.
반응이 완결되면 MOF 촉매는 여과에 의해 수집되고 세척하여 회수하며, 조 생성물을 플래쉬 크로마토그래피(석유 에테르, 이어서 석유 에테르 중 20% 에틸 아세테이트)로 정제하여 알데히드 생성물을 수득한다.
본 발명에 의한 포르밀화 방법에 사용되는 MOF는 카복실레이트계 유기 링커에 배위된 금속 이온 또는 클러스터로 구성된 화합물로 1, 2 또는 3차원 구조를 형성한다. 구체적으로, MOF는 VNU-11 (Hf6O5(OH)3(C9H3O6)2(HCOO)5), HKUST-1 (Cu3(C9H3O6)2(H2O)3, MOF-177 (Zn4O(C27H15O6)2), 또는 VNU-1 (Zr6O4(OH)4(C24H12O4)6) 일 수 있고 높은 표면적(>1000 m2/g) 및 큰 기공 크기(>1 nm)를 갖는다.
본 발명에서 MOF는 금속염과 카르복실레이트계 유기 링커 사이의 용매열 반응에 의해 제조되고 진공 하에서 가열되어 활성화된다.
본 발명에서 유기 링커(linker)는 유기 리간드로서, 배위결합할 수 있는 작용기를 가진 유기 화합물이다. 예를 들어, 카르복실레이트계 유기 링커가 사용되는데, 본 발명에 의한 카르복실레이트계 유기 링커는 방향족 고리에 연결된 2개 또는 3개의 카르복실산기로 구성된 화합물로서, 바람직하게 유기 링커는 트라이메스산(trimesic acid, C9H6O6), 1,4-벤젠디카르복실산(C8H6O4) 또는 1,3,5-트리스(4-카르복시페닐)벤젠(C27H18O6)일 수 있다.
본 발명에서 포르밀기(-CHO)와 인돌 또는 인돌 유도체 화합물의 하나 이상의 탄소 원자 사이의 결합은 인돌 화합물의 C3 위치에 있는 수소가 포르밀기(formyl group)로 치환되어 형성된다.
본 발명에서 인돌 또는 인돌 유도체 화합물은 6원 벤젠 고리에 5원 피롤 고리가 융합된 방향족 헤테로시클릭 유기 화합물이다.
본 발명에서 포르밀 화합물은 1H-인돌-3-카르발데히드 또는 Cl, Br, F, Me, OMe 치환기를 갖는 1H-인돌-3-카르발데히드 유도체 화합물일 수 있고, 이 때 인돌 화합물의 수소가 치환기로 대체된다.
본 발명에서 사용가능한 인돌 유도체 화합물(A)은 4-브로모인돌, 5-브로모인돌, 5-클로로인돌, 5-플루오로인돌, 5-메틸인돌, 5-메톡시인돌 및 5-니트로인돌로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에서 사용하능한 벤조일 클로라이드 유도체 화합물(B)은 4-클로로벤조일 클로라이드, 4-브로모벤조일 클로라이드, 4-아이오도벤조일 클로라이드, 4-메틸벤조일 클로라이드, 4-메톡시벤조일 클로라이드 및 4-니트로벤조일 클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 유기 아미드 화합물은 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF) 또는 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethylformamide, DEF) 이다.
이하, 본 발명을 하기에서 구체적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다. 제시된 실시예는 단지 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 청구범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명에 의한 포르밀 화합물 또는 알데히드 화합물의 합성 방법은 다음과 같다.
실험 조건 및 생성물 분석
모든 화합물 및 용매는 다른 특별한 언급이 없는 한 상업적으로 입수한 그대로 사용하였다. 생성물의 순도와 확인은 NIST 라이브러리(NIST library) 스펙트럼과 비교한 GC-MS 스펙트럼과 1H 및 13C NMR 분광법으로 확인하였다.
일반적인 합성과정
가. 인돌 또는 인돌 유도체(1mmol), 벤조일 클로라이드 또는 벤조일 클로라이드 유도체(1.5mmol), N,N-디메틸포름아미드(300μL, 4mmol)의 혼합물을 상온에서 5분 동안 자석 교반기로 교반하여 완전히 용해시켰다.
나. MOF 촉매(0.01mmol)와 항목 (가)에서 제조된 인돌 또는 인돌 유도체의 혼합물을 자기 교반기로 상온에서 1분간 교반하여 반응 용액에 촉매를 분산시켰다.
다. MOF 촉매가 분산된 반응 용액을 25mL 둥근 바닥 플라스크에 넣고 120℃에서 4 시간 동안 가열하거나, 마이크로파 시험관에 넣고 120℃에서 15분 동안 CEM Focused TM에 의해 마이크로파를 조사하여 무용매 반응을 수행하여 3-포르밀 치환된 인돌 화합물(D)(85% 이상의 수율) 및 방향족 아미드(E)를 수득하였다.
라. 무용매 반응이 완료된 후 MOF 촉매를 수집 및 여과하여 회수하고 에틸 아세테이트(C4H8O2) 30mL로 3회 세척하였다.
마. 조 생성물을 플래시 크로마토그래피(석유 에테르, 이어서 석유 에테르 중 20% 에틸 아세테이트)로 정제하여 1H-인돌-3-카르발데히드(C9H7NO, MW: 145.16), 4-브로모-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6BrNO, MW: 224.05), 5-브로모-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6BrNO, MW: 224.05), 5-클로로-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6ClNO, MW: 179.60), 5-플루오로-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6FNO, MW: 163.15), 5-메틸-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H9NO, MW: 159.18), 5-메톡시-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H9NO2, MW: 175.18), 5-니트로-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H6N2O3, MW: 190.16)를 포함하는 포르밀 화합물을 수득하였다.
VNU-11 MOF 촉매 제조예
H3BTC (2.50mmol, 537mg)와 HfOCl2·8H2O (7.50mmol, 3.10g)의 혼합물을 DMF/포름산(160mL/160mL)에 용해시킨 120℃로 가열된 500mL의 나사 뚜껑이 있는 유리병(screw-capped glass jar)에 3일 동안 두었다. 여과하여 백색 침전물을 수집하고 100mL의 DMF로 3회 세척하고 100mL의 DMF에 3일 동안 담궈두면서 하루 3회 DMF를 교체하였다. DMF로 교체된 화합물을 여과하고 물 100mL에 3일 동안 담궈두면서 하루 3회 물을 교체하였다. 이어서 물로 교체된 화합물을 100mL의 무수 아세톤에 3일 동안 담궈두면서 하루 3회 아세톤을 교체하였다. 이어서 아세톤으로 교체된 샘플의 용매를 실온에서 24시간 동안 제거하고 150℃에서 24시간 동안 제거하여 활성화된 촉매 샘플을 수득하였다(수율: 2.30g, HfOCl2·8H2O 기준 74%).
실시예 1: 통상의 가열 하에서 1
H
-인돌-3-카르발데히드의 합성
인돌(C8H7N, 1 mmol, 117 mg), 벤조일클로라이드(1.5 mmol, 211 mg), N,N-디메틸포름아미드(C3H7NO, 300μL) 및 제조예에서 제조된 MOF 촉매(0.01mmol)의 혼합물을 둥근 바닥 유리 플라스크에 넣고 120℃에서 4시간 동안 가열식 자석 교반기로 환류시켰다. 냉각 후, 촉매를 반응 혼합물로부터 여과하고 에틸아세테이트(C4H8O2, 30 mL)로 세척하였다. 여과액을 정제수(3 x 15 mL), 탄산수소 나트륨 수용액(2 x 15 mL) 및 염수(15 mL)로 세척하고 황산나트륨(Na2SO4)으로 건조시켰다. 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 조 생성물을 플래쉬 크로마토그래피(석유 에테르, 이어서 석유 에테르 중 20% 에틸 아세테이트)로 정제하여 1H-인돌-3-카르발데히드 (C9H7NO, MW: 145.16)를 수득하였다. 생성물의 순도와 확인은 NIST 라이브러리 스펙트럼과 비교한 GC-MS 스펙트럼과 1H 및 13C NMR 분광법으로 확인하였다. 생성물의 수율을 표 1에 기재하였다. 도 2는 실시예 1에 의해 제조된 1H-인돌-3-카르발데히드의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 2: 통상의 가열 하에서 1
H
-인돌-3-카르발데히드의 합성
벤조일클로라이드 유도체로서 4-클로로벤조일클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 1H-인돌-3-카르발데히드를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 1에 기재하였다.
실시예 3: 통상의 가열 하에서 1
H
-인돌-3-카르발데히드의 합성
벤조일클로라이드 유도체로서 4-브로모벤조일클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 1H-인돌-3-카르발데히드를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 1에 기재하였다.
실시예 4: 통상의 가열 하에서 1
H
-인돌-3-카르발데히드의 합성
벤조일클로라이드 유도체로서 4-아이오도벤조일클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 1H-인돌-3-카르발데히드를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 1에 기재하였다.
실시예 5: 통상의 가열 하에서 1
H
-인돌-3-카르발데히드의 합성
벤조일클로라이드 유도체로서 4-메틸벤조일클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 1H-인돌-3-카르발데히드를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 1에 기재하였다.
실시예 6: 통상의 가열 하에서 1
H
-인돌-3-카르발데히드의 합성
벤조일클로라이드 유도체로서 4-메톡시벤조일클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 1H-인돌-3-카르발데히드를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 1에 기재하였다.
실시예 7: 통상의 가열 하에서 1
H
-인돌-3-카르발데히드의 합성
벤조일클로라이드 유도체로서 4-니트로벤조일클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 1H-인돌-3-카르발데히드를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 1에 기재하였다.
실시예 8: 통상의 가열 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌(C8H7N, 1 mmol, 117 mg), 벤조일클로라이드(1.5 mmol, 211 mg), N,N-디메틸포름아미드(C3H7NO, 300μL) 및 제조예에서 제조된 MOF 촉매(0.01mmol)의 혼합물을 둥근 바닥 유리 플라스크에 넣고 120℃에서 4시간 동안 가열식 자석 교반기로 환류시켰다. 냉각 후, 촉매를 반응 혼합물로부터 여과하고 에틸아세테이트(C4H8O2, 30 mL)로 세척하였다. 여과액을 정제수(3 x 15 mL), 탄산수소 나트륨 수용액(2 x 15 mL) 및 염수(15 mL)로 세척하고 황산나트륨(Na2SO4)으로 건조시켰다. 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 조 생성물을 플래쉬 크로마토그래피(석유 에테르, 이어서 석유 에테르 중 20% 에틸 아세테이트)로 정제하여 1H-인돌-3-카르발데히드(C9H7NO, MW: 145.16) 생성물을 수득하였다. 생성물의 순도와 확인은 NIST 라이브러리 스펙트럼과 비교한 GC-MS 스펙트럼과 1H 및 13C NMR 분광법으로 확인하였다. 생성물의 수율을 표 2에 기재하였다.
실시예 9: 통상의 가열 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 4-브로모인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일하게 수행하여 4-브로모-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6BrNO, MW: 224.05)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 2에 기재하였다. 도 3은 실시예 9에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 10: 통상의 가열 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-브로모인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일하게 수행하여 5-브로모-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6BrNO, MW: 224.05)를 합성하였다. 도 4는 실시예 10에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 11: 통상의 가열 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-클로로인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일하게 수행하여 5-클로로-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6ClNO, MW: 179.60)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 2에 기재하였다.
실시예 12: 통상의 가열 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-플루오로인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일하게 수행하여 5-플루오로-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6FNO, MW: 163.15)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 2에 기재하였다. 도 5는 실시예 12에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 13: 통상의 가열 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-메틸인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일하게 수행하여 5-메틸-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H9NO, MW: 159.18)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 2에 기재하였다. 도 6은 실시예 13에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 14: 통상의 가열 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-메톡시인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일하게 수행하여 5-메톡시-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H9NO2, MW: 175.18)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 2에 기재하였다. 도 7은 실시예 14에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 15: 통상의 가열 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-니트로인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일하게 수행하여 5-니트로-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H6N2O3, MW: 190.16)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 2에 기재하였다.
실시예 16: 마이크로파 조사 하에서 3-포르밀인돌의 합성
인돌(C8H7N, 1 mmol, 117 mg), 벤조일클로라이드(1.5 mmol, 211 mg), N,N-디메틸포름아미드(C3H7NO, 300μL) 및 제조예에서 제조된 MOF 촉매(0.01mmol)의 혼합물을 마이크로파 시험관에 넣고 CEM Focused TM Synthesis에 의한 마이크로파 조사 하에서 120℃에서 15분 동안 가열하였다. 냉각 후, 촉매를 반응 혼합물로부터 여과하고 에틸아세테이트(C4H8O2, 30 mL)로 세척하였다. 여과액을 정제수(3 x 15 mL), 탄산수소 나트륨 수용액(2 x 15 mL) 및 염수(15 mL)로 세척하고 황산나트륨(Na2SO4)으로 건조시켰다. 회전 증발기를 이용하여 용매를 제거하였다. 조 생성물을 플래쉬 크로마토그래피(석유 에테르, 이어서 석유 에테르 중 20% 에틸 아세테이트)로 정제하여 1H-인돌-3-카르발데히드(C9H7NO, MW: 145.16)생성물을 수득하였다. 생성물의 순도와 확인은 NIST 라이브러리 스펙트럼과 비교한 GC-MS 스펙트럼과 1H 및 13C NMR 분광법으로 확인하였다. 생성물의 수율을 표 3에 기재하였다. 도 8은 실시예 16에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 17: 마이크로파 조사 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 4-브로모인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일하게 수행하여 4-브로모-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6BrNO, MW: 224.05)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 3에 기재하였다. 도 9는 실시예 17에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 18: 마이크로파 조사 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-브로모인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일하게 수행하여 5-브로모-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6BrNO, MW: 224.05)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 3에 기재하였다. 도 10은 실시예 18에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
실시예 19: 마이크로파 조사 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-클로로인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일하게 수행하여 5-클로로-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6ClNO, MW: 179.60)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 3에 기재하였다.
실시예 20: 마이크로파 조사 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-플루오로인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일하게 수행하여 5-플루오로-1H-인돌-3-카르발데히드(C9H6FNO, MW: 163.15)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 3에 기재하였다. 도 11은 실시예 20에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다
실시예 21: 마이크로파 조사 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-메틸인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일하게 수행하여 5-메틸-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H9NO, MW: 159.18)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 3에 기재하였다. 도 12는 실시예 21에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다
실시예 22: 마이크로파 조사 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-메톡시인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일하게 수행하여 5-메톡시-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H9NO2, MW: 175.18)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 3에 기재하였다. 도 13은 실시예 22에 의해 제조된 3-포르밀인돌 화합물의 NMR 스펙트럼이다
실시예 23: 마이크로파 조사 하에서 3-포르밀인돌 화합물의 합성
인돌 유도체로서 5-니트로인돌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일하게 수행하여 5-니트로-1H-인돌-3-카르발데히드(C10H6N2O3, MW: 190.16)를 합성하였다. 생성물의 수율을 표 3에 기재하였다.
표 1 내지 표 3에 기재된 바와 같이 본 발명에 의한 헤테로시클릭 화합물의 포르밀화 방법에 의하면 수율 85% 이상의 높은 반응 효율을 나타내는 알데히드 화합물을 합성할 수 있다. 또한, 부산물로서 유기합성 분야에서 유용한 방향족 아미드가 생성된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변경 또는 변형될 수 있음은 당업자에게 자명하므로, 이러한 모든 변경 및 변형예들도 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (15)
- Cu, Hf, Zn 및 Zr로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속으로부터 생성된 금속 이온 또는 금속 클러스터; 및 방향족 고리에 연결된 2개 또는 3개의 카르복실산기로 구성된 카르복실레이트계 유기 링커(carboxylate-based organic linkers)를 포함하는 금속 유기 골격체(MOF) 촉매 하에서 방향족 헤테로시클릭 화합물을 반응시키는 알데히드 화합물의 합성 방법으로서, 상기 금속 유기 골격체(MOF) 촉매는 VNU-11 (Hf6O5(OH)3(C9H3O6)2(HCOO)5)인 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 헤테로시클릭 화합물은 인돌 또는 인돌 유도체 화합물인 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 MOF 촉매하에서, ⅰ) 방향족 헤테로시클릭 화합물로서 인돌 또는 인돌 유도체 화합물을 ⅱ) 벤조일 클로라이드 또는 벤조일 클로라이드 유도체 화합물과 ⅲ) N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide) 또는 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethylformamide)의 혼합물과 반응시키는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 ⅰ) 인돌 또는 인돌 유도체 화합물, ⅱ) 벤조일 클로라이드 또는 벤조일 클로라이드 유도체 화합물 및 ⅲ) N,N-디메틸포름아미드 또는 N,N-디에틸포름아미드를 1:1.5:4의 몰비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 MOF 촉매와 상기 인돌 또는 인돌 유도체 화합물을 1:100 내지 1:50의 몰비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제3항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인돌 유도체 화합물은 Cl, Br, F, Me, OMe 또는 NO2 치환기를 갖고, 상기 벤조일 클로라이드 유도체 화합물은 Cl, Br, I, Me, OMe 또는 NO2 치환기를 갖는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 알데히드 화합물은 포르밀기(-CHO)와 인돌 또는 인돌 유도체 화합물의 하나 이상의 탄소 원자 사이의 결합에 의해 합성되는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 알데히드 화합물은 1H-인돌-3-카르발데히드 또는 Cl, Br, F, Me OMe 또는 NO2 로 치환된 1H-인돌-3-카르발데히드 유도체 화합물인 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제2항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인돌 유도체 화합물은 4-브로모인돌, 5-브로모인돌, 5-클로로인돌, 5-플루오로인돌, 5-메틸인돌, 5-메톡시인돌 및 5-니트로인돌로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제3항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벤조일 클로라이드 유도체 화합물은 4-클로로벤조일 클로라이드, 4-브로모벤조일 클로라이드, 4-아이오도벤조일 클로라이드, 4-메틸벤조일 클로라이드, 4-메톡시벤조일 클로라이드 및 4-니트로벤조일 클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 MOF 촉매 하에서 방향족 헤테로시클릭 화합물을 반응시키는 것은 110 내지 130℃에서 3 내지 5시간 동안 가열식 자석 교반기를 사용하여 교반함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 MOF 촉매 하에서 방향족 헤테로시클릭 화합물을 반응시키는 것은 110 내지 130℃에서 10 내지 20분 동안 마이크로파를 조사하여 무용매 반응으로 수행되는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 MOF 촉매 하에서 방향족 헤테로시클릭 화합물을 반응시키는 단계 이후에 MOF 촉매를 여과하여 수집하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 알데히드 화합물의 합성 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210113426A KR102621051B1 (ko) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | 금속 유기 골격체(mof)를 사용한 알데히드 화합물의 합성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210113426A KR102621051B1 (ko) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | 금속 유기 골격체(mof)를 사용한 알데히드 화합물의 합성방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230031049A KR20230031049A (ko) | 2023-03-07 |
| KR102621051B1 true KR102621051B1 (ko) | 2024-01-04 |
Family
ID=85512891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210113426A KR102621051B1 (ko) | 2021-08-26 | 2021-08-26 | 금속 유기 골격체(mof)를 사용한 알데히드 화합물의 합성방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102621051B1 (ko) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102050905B1 (ko) * | 2017-11-20 | 2019-12-03 | 농업회사법인 주식회사 상록수 | 농작물 수확용 셔블 로더형 앞치마 바스켓 |
-
2021
- 2021-08-26 KR KR1020210113426A patent/KR102621051B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230031049A (ko) | 2023-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Festa et al. | Visible light-mediated chemistry of indoles and related heterocycles | |
| Senge et al. | The reaction of porphyrins with organolithium reagents | |
| KR101269568B1 (ko) | 루테늄 착물 리간드, 루테늄 착물, 고정 루테늄 착물 촉매및 그의 제조방법과 용도 | |
| Zheng et al. | Recent Developments in Photo‐Catalyzed/Promoted Synthesis of Indoles and Their Functionalization: Reactions and Mechanisms | |
| Firouzabadi et al. | The facile and efficient Michael addition of indoles and pyrrole to α, β-unsaturated electron-deficient compounds catalyzed by aluminium dodecyl sulfate trihydrate [Al (DS) 3]· 3H 2 O in water | |
| Chetcuti et al. | Formation of. eta. 2-side-bonded aryl nitrile complexes from 4-metallaisoxazolin-5-one species and their application in the thermal and photochemical activation of carbon-hydrogen bonds | |
| Jiang et al. | FeCl 3 mediated dimerization of dihydropyrrolo [2, 1-a] isoquinolines and chlorination of tetrasubstituted pyrroles | |
| Black et al. | Metal Template Reactions. XXIII. Synthesis of Macrocyclic Amide and Ester Complexes Via 1, 1′-Oxalylbisisatin | |
| Wu et al. | A robust heterogeneous Co-MOF catalyst in azide–alkyne cycloaddition and Friedel–Crafts reactions as well as hydrosilylation of alkynes | |
| Yang et al. | Novel Ag (I), Pd (II), Ni (II) complexes of N, N′-bis-(2, 2-diethoxyethyl) imidazole-2-ylidene: synthesis, structures, and their catalytic activity towards Heck reaction | |
| Liu et al. | Photoactive perylenediimide metal–organic framework for boosting iodoperfluoroalkylation of alkenes and oxidative coupling of amines | |
| CN114085217A (zh) | 一种轴手性吡啶联芳环类化合物及其制备方法 | |
| KR102621051B1 (ko) | 금속 유기 골격체(mof)를 사용한 알데히드 화합물의 합성방법 | |
| KR20180120730A (ko) | 불소 함유 화합물의 제조 방법 | |
| CN109810147B (zh) | 芘标记的苯并咪唑氮杂环卡宾钯金属配合物及制备和应用 | |
| JP2834700B2 (ja) | アルデヒドの製造方法 | |
| Liu et al. | A nanoporous metal–organic framework as a renewable size-selective hydrogen-bonding catalyst in water | |
| CN114573512B (zh) | 一种合成c2-二氟烷基苯并咪唑衍生物的方法 | |
| Mercando et al. | Addition and cycloaddition reactions of [Cp (CO) 2Re. tplbond. CTol]+ with cis-azoarenes, epoxides, 3, 3-dimethyloxetane, 2-methylaziridine, propylene sulfide, and benzophenone hydrazone. Displacement of the cyclopentadienyl ligand from the resultant metallacycles by trimethylphosphine | |
| CN114907197A (zh) | 一种双吖丙啶基光交联探针中间体及衍生物的制备方法 | |
| Seyferth et al. | Organocobalt cluster complexes. 23. Novel chemistry of (acylmethylidyne)-and (aroylmethylidyne) tricobalt-nonacarbonyl complexes | |
| CN109232361B (zh) | 一种c3-羰乙酰吲哚衍生物的合成方法 | |
| CN108821995B (zh) | 手性席夫碱配体、金属复合物及其制备方法和应用 | |
| Boschi et al. | Novel rhodium porphyrin derivatives. II. Synthesis and characterization of hexacoordinated Rh (III) porphyrinates | |
| CN109776338A (zh) | Salan配体、金属-Salan配合物及制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |