KR102662644B1 - 벤질 아연 할라이드 및 그 유도체의 연속 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
벤질 아연 할라이드 및 그 유도체의 연속 제조 방법이 개시된다. 상기 연속 제조 방법은 연속 반응기를 사용하여 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 수행하되, 연속 반응기는 연통되게 설치된 가열 섹션 및 냉각 섹션을 포함하고, 냉각 섹션은 가열 섹션의 상부에 위치하며, 냉각 섹션은 생성물 오버플로우 포트를 구비하고, 연속 제조 방법은, 액체 반응 물질과 아연 분말을 각각 가열 섹션에 연속적으로 공급하는데, 아연 분말을 가열 섹션의 상부로부터 가열 섹션에 연속적으로 공급하고, 액체 반응 물질을 가열 섹션의 하부로부터 가열 섹션에 연속적으로 공급하며, 가열 섹션에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 일으켜 생성물계를 획득하고, 생성물계를 생성물 오버플로우 포트로부터 연속 반응기로 유출시키는 단계를 포함하되, 액체 반응 물질은 할로겐화물을 포함하고, 할로겐화물은 구조식 I을 갖는다. 상기 연속 제조 방법에서, 아연 분말은 연속 반응기에 축적되지 않으므로, 재료 분출 위험 발생을 피하여 규모 확대 생산에서 상기 연속 제조 방법을 적용하는데 유리하다.
Description
본 발명은 유기 아연의 실제 제조 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 벤질 아연 할라이드 및 그 유도체의 연속 제조 방법에 관한 것이다.
유기 아연 시약은 유기 분자의 구성에 자주 사용되는데, 이는 관능기 상용성이 우수하고 반응 활성이 높아 독특한 화학적 특성을 나타내기 때문에 유기 합성에 널리 사용된다. 일반적인 유기 아연 시약 중 벤질 아연 시약은 벤질기를 분자에 도입하는데 자주 사용되는 중요한 벤질 관능기화 시약이다. 벤질 리튬과 벤질 마그네슘 금속 유기 시약의 높은 반응 활성으로 인해 이러한 유기 금속은 중합되기 쉽고 안정적으로 존재할 수 없으므로 기능화된 벤질 아연 할라이드는 독특한 위치를 차지한다.
전통적인 의미에서 관련 벤질 아연 할라이드는 활성 아연과 벤질 할로겐화물의 배치 반응(batch reaction)을 통해 아연 원자가 탄소-할로겐 결합(C-X)에 직접 삽입되어 생성된다. 그러나 아연 원자의 반응 활성이 마그네슘, 리튬과 같은 금속에 비해 낮으므로 반응은 일반적으로 가열을 필요로 하여 작동 시간이 길고, 또한 물질이 축적되기 쉬워 재료 분출 위험이 있으며 반응 증폭이 제한된다. Nade`ge Boudet 등 및 Albrecht Metzger 등은 각각 염화리튬을 첨가하여 활성 금속 아연의 삽입 반응을 촉진하였으며, 온화한 반응 조건에서 치환 방향족 할로겐화 탄화수소 및 치환 벤질 할로겐화 탄화수소 중 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 삽입되는 반응을 구현하였다. Fabian M.Piller 및 Albrecht Metzger 등은 금속 마그네슘/염화리튬/염화아연을 사용하여 벤질 할로겐화 탄화수소 중 아연 원자의 삽입을 구현하였는 바, 이는 위험성이 높은 아연 분말을 사용할 필요가 없고, 반응 속도가 더 빠르며, 필요한 온도가 더 낮다. 그러나 일반적으로 사용되는 염화리튬, 염화아연은 유기 용매에서 용해도가 낮아 일반적으로 염화리튬, 염화아연을 고온 처리한 후, 용매에 녹여 반응시켜야 하므로 실제 규모 확대 생산에서 그 적용이 제한되고, 다양한 고체의 사용 또한 공정의 추가 개선을 제한한다. 또한 금속 마그네슘, 염화리튬 및 염화아연의 사용은 원자 경제성이 낮고 다량의 고체 폐기물을 생성하여 환경 보호에 불리하다.
본 발명의 주요 목적은 벤질 아연 할라이드 및 그 유도체의 연속 제조 방법을 제공하여 벤질 아연 할라이드의 제조 방법이 규모 확대 생산에 적합하지 않은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따르면, 벤질 아연 할라이드 및 그 유도체의 연속 제조 방법을 제공한다. 상기 연속 제조 방법은 연속 반응기를 사용하여 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 수행하되, 연속 반응기는 연통되게 설치된 가열 섹션 및 냉각 섹션을 포함하고, 냉각 섹션은 가열 섹션의 상부에 위치하며, 냉각 섹션은 생성물 오버플로우 포트를 구비하고, 연속 제조 방법은, 액체 반응 물질과 아연 분말을 각각 가열 섹션에 연속적으로 공급하는데, 아연 분말을 가열 섹션의 상부로부터 가열 섹션에 연속적으로 공급하고, 액체 반응 물질을 가열 섹션의 하부로부터 가열 섹션에 연속적으로 공급하며, 가열 섹션에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 일으켜 생성물계를 획득하고, 생성물계를 생성물 오버플로우 포트를 통해 연속 반응기로부터 유출시키는 단계를 포함하되, 액체 반응 물질은 할로겐화물을 포함하고, 할로겐화물은 구조식 I을 가지며,
상기 구조식 I에서, n은 0 ~ 5 중의 임의의 정수이고, X는 -Cl, -Br 또는 -I이며, 각각의 R은 -F, -Cl, -Br, 니트로기, 시아노기, C1 ~ C5 의 알킬, C1 ~ C5 의 알콕시 및 -COOR1 중 어느 하나로부터 각각 독립적으로 선택되고, R1은 C1 ~ C5 의 알킬이다.
나아가, 가열 섹션의 온도는 60 ~ 80℃ 사이, 바람직하게는 65 ~ 75℃ 사이로 제어된다.
나아가, 냉각 섹션의 온도는 10 ~ 30℃ 사이, 바람직하게는 15 ~ 25℃ 사이로 제어된다.
나아가, 상기 생성물 오버플로우 포트에는 냉각 섹션의 외벽에 연결되는 도류관이 설치되고, 도류관은 외벽에서 멀어지는 방향으로 경사지게 상방으로 연장되며, 바람직하게는, 도류관과 외벽 사이의 끼인각(α)은 10° ~ 40° 사이, 바람직하게는 20° ~ 30° 사이이고, 바람직하게는, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션에서 가열 섹션에 가까운 일단에 설치된다.
나아가, 상기 연속 반응기는 컬럼형 연속 반응기 또는 교반형 연속 반응 케틀이다.
나아가, 상기 컬럼형 연속 반응기의 가열 섹션에는 교반 패들이 설치된다.
나아가, 상기 제조 방법은, 가열 섹션에 액체 반응 물질을 제1 유속으로 연속적으로 공급하고, 아연 분말을 제2 유속으로 연속적으로 공급하며, 액체 반응 물질 및 아연 분말이 가열 섹션에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 일으키도록 하여 생성물계를 획득하고, 생성물계를 생성물 오버플로우 포트를 통해 연속 반응기로부터 유출시키며, 오버플로우 유속이 안정화된 후, 아연 분말이 제3 유속으로 가열 섹션에 공급되도록 조정하되, 공급된 할로겐화물에 대한 공급된 아연 분말의 몰당량이 1 ~ 3, 바람직하게는 1.5 ~ 2.0이 되도록 제2 유속 및 제1 유속을 제어하고, 공급된 할로겐화물에 대한 공급된 아연 분말의 몰당량이 1 ~ 1.1이 되도록 제3 유속 및 제1 유속을 제어하는 단계를 포함한다.
나아가, 가열 섹션에서 상기 아연 분말의 체류 시간은 2 ~ 4h, 바람직하게는 2.5 ~ 3.5h이다.
나아가, 상기 액체 반응 물질은 극성 용매, 개시제 및 아연 분말 활성화제를 더 포함하고, 바람직하게는, 극성 용매는 테트라히드로푸란이며, 바람직하게는, 개시제는 1,2-디클로로에탄, 1,2-디브로모에탄 중 임의의 하나 이상으로부터 선택되고, 바람직하게는, 아연 분말 활성화제는 클로로트리메틸실란, 브로모트리메틸실란 중 임의의 하나 이상으로부터 선택된다.
나아가, 상기 용매와 할로겐화물의 중량비는 7 ~ 13:1, 바람직하게는 8 ~ 10:1이고, 바람직하게는, 할로겐화물에 대한 개시제의 몰당량은 0.03 ~ 0.08, 바람직하게는 0.04 ~ 0.05이며; 바람직하게는, 할로겐화물에 대한 아연 분말 활성화제의 몰당량은 0.03 ~ 0.08, 바람직하게는 0.04 ~ 0.05이다.
본 발명의 기술적 해결수단을 적용함으로써, 연속 반응기는 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응의 반응 장치로 사용되고, 아연 분말은 가열 섹션의 상부로부터 가열 섹션에 연속적으로 공급되며, 액체 반응 물질은 가열 섹션의 하부로부터 가열 섹션에 연속적으로 공급되어, 양자는 가열 섹션에서 역류 접촉하여 양자의 접촉 효율을 향상시키며 연속 반응이 고효율적으로 수행되도록 보장한다. 연속화 반응이므로 연속 반응이 수행됨에 따라 연속적으로 공급되는 아연 분말은 연속적으로 소모되고, 획득된 생성물은 생성물 오버플로우 포트로부터 연속적으로 유출되므로 아연 분말은 연속 반응기에 축999적되지 않는다. 따라서 재료 분출 위험 발생을 피할 수 있어 규모 확대 생산에서 상기 연속 제조 방법을 적용하는데 유리하다.
여기서 설명되는 도면은 본 발명에 대한 추가 이해를 제공하기 위한 것으로 본 발명의 일부분을 구성하며, 본 발명의 예시적인 실시예 및 그에 대한 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐 본 발명에 대한 부당한 한정이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 반응기의 구조 모식도이다.
여기서, 상기 도면은 하기와 같은 부호를 포함한다.
10: 가열 섹션; 20: 냉각 섹션; 11: 교반 패들; 21: 도류관.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 반응기의 구조 모식도이다.
여기서, 상기 도면은 하기와 같은 부호를 포함한다.
10: 가열 섹션; 20: 냉각 섹션; 11: 교반 패들; 21: 도류관.
아래에 도면을 참조하고 실시예를 기반으로 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 모순되지 않는 한 본 발명의 실시예 및 실시예 내의 특징들을 상호 조합할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 발명의 배경기술에서 분석한 바와 같이, 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 종래 기술의 기술적 해결수단은 배치 반응을 통해 수행되는데, 이는 물질이 축적되기 쉽고, 재료 분출 위험을 유발하므로 산업적 규모 확대 생산에서 이의 적용을 제한한다. 상기 재료 분출 위험을 해결하기 위해 금속 마그네슘/염화리튬/염화아연을 이용하여 벤질 할로겐화 탄화수소 중 아연 원자의 삽입을 구현하였으나, 유기 용매에서 염화리튬 및 염화아연의 용해성 한계로 인해 고온 처리가 필요하므로 역시 산업적 규모 확대 생산에서 해당 경로의 적용을 제한한다. 벤질 아연 할라이드의 제조 방법이 규모 확대 생산에 적합하지 않은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 벤질 아연 할라이드 및 그 유도체의 연속 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 대표적인 실시형태에서, 상기 연속 제조 방법은 연속 반응기를 사용하여 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 수행하되, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연속 반응기는 연통되게 설치된 가열 섹션(10) 및 냉각 섹션(20)을 포함하고, 냉각 섹션(20)은 가열 섹션(10)의 상부에 위치하며, 냉각 섹션(20)은 생성물 오버플로우 포트를 구비하고, 연속 제조 방법은, 액체 반응 물질과 아연 분말을 각각 가열 섹션(10)에 연속적으로 공급하는데, 아연 분말을 가열 섹션(10)의 상부로부터 가열 섹션(10)에 연속적으로 공급하고, 액체 반응 물질을 가열 섹션(10)의 하부로부터 가열 섹션(10)에 연속적으로 공급하며, 가열 섹션(10)에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 일으켜 생성물계를 획득하고, 생성물계를 생성물 오버플로우 포트를 통해 연속 반응기로부터 유출시키는 단계를 포함하되, 액체 반응 물질은 할로겐화물을 포함하고, 할로겐화물은 구조식 I을 가지며,
상기 구조식 I에서, n은 0 ~ 5 중의 임의의 정수이고, X는 -Cl, -Br 또는 -I이며, 각각의 R은 -F, -Cl, -Br, 니트로기, 시아노기, C1 ~ C5 의 알킬, C1 ~ C5 의 알콕시 및 -COOR1 중 어느 하나로부터 각각 독립적으로 선택되고, R1은 C1 ~ C5 의 알킬이다.
상기 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응의 반응식은 하기와 같다.
연속 반응기는 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응의 반응 장치로 사용되고, 아연 분말은 가열 섹션(10)의 상부로부터 가열 섹션(10)에 연속적으로 공급되며, 액체 반응 물질은 가열 섹션(10)의 하부로부터 가열 섹션(10)에 연속적으로 공급되고, 양자는 가열 섹션(10)에서 역류 접촉하여 양자의 접촉 효율을 향상시키며 연속 반응이 고효율적으로 수행되도록 보장한다. 연속화 반응이므로 연속 반응이 수행됨에 따라 연속적으로 공급되는 아연 분말은 연속적으로 소모되고, 획득된 생성물은 생성물 오버플로우 포트로부터 연속적으로 유출되므로 아연 분말은 연속 반응기에 축적되지 않는다. 따라서 재료 분출 위험 발생을 피할 수 있어 규모 확대 생산에서 상기 연속 제조 방법을 적용하는데 유리하다.
상기 가열 섹션(10)의 가열 온도는 종래 기술에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응에 필요한 온도를 참조할 수 있으며, 반응 속도를 효과적으로 제어하고 물질 전환율을 최대한도로 향상시키기 위해 가열 섹션(10)의 온도는 바람직하게는 60 ~ 80℃ 사이, 보다 바람직하게는 65 ~ 75℃ 사이로 제어된다.
또한, 아연 분말이 액체 반응 물질의 증기로 인해 반응기 내벽에 축적되는 것을 방지하여 반응이 고효율적이고 지속적으로 수행되도록, 냉각 섹션(20)의 온도는 바람직하게는 10 ~ 30℃ 사이, 보다 바람직하게는 15 ~ 25℃ 사이로 제어되어, 획득된 생성물계의 급속 냉각을 구현하도록 한다.
아연 분말은 가열 섹션(10)의 상부로부터 공급되므로 먼저 가열 섹션(10)의 액면에 위치한다. 아연 분말이 생성물계에 따라 유출되어 초래되는 아연 분말 이용률의 감소를 피하기 위해, 바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 생성물 오버플로우 포트에는 냉각 섹션(20)의 외벽에 연결되는 도류관(21)이 설치되고, 도류관(21)은 외벽에서 멀어지는 방향으로 경사지게 상방으로 연장되며, 도류관(21)은 고체 아연 분말을 침강시키는 작용을 한다. 아연 분말에 대한 침강 작용을 향상시키면서 보다 안정적인 오버플로우 속도를 얻기 위해 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 바람직하게는 10° ~ 40° 사이, 보다 바람직하게는 20° ~ 30° 사이이다. 또한, 획득된 생성물계가 가능한 빨리 분리되도록, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 기능을 구현할 수 있는 종래 기술의 연속 반응기 적용을 모두 고려할 수 있으며, 바람직하게는, 상기 연속 반응기는 컬럼형 연속 반응기 또는 교반형 연속 반응 케틀이다. 여기서 컬럼형 연속 반응기는 교반형 연속 반응 케틀에 비해 단면적이 작고 온도 제어가 보다 신뢰적이므로 컬럼형 연속 반응기가 가장 바람직하다.
액체 반응 물질 및 아연 분말의 혼합 효과를 더욱 최적화하기 위해, 바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 컬럼형 연속 반응기의 가열 섹션(10)에는 교반 패들(11)이 설치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조 방법은, 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제1 유속으로 연속적으로 공급하고 아연 분말을 제2 유속으로 연속적으로 공급하며, 액체 반응 물질 및 아연 분말이 가열 섹션(10)에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 일으키도록 하여 생성물계를 획득하고, 생성물계를 생성물 오버플로우 포트를 통해 연속 반응기로부터 유출시키고, 오버플로우 유속이 안정화된 후, 아연 분말이 제3 유속으로 가열 섹션(10)에 공급되도록 조정하되, 공급된 할로겐화물에 대한 공급된 아연 분말의 몰당량이 1 ~ 3, 바람직하게는 1.5 ~ 2.0이 되도록 제2 유속 및 제1 유속을 제어하고, 공급된 할로겐화물에 대한 공급된 아연 분말의 몰당량이 1 ~ 1.1이 되도록 제3 유속 및 제1 유속을 제어하는 단계를 포함한다. 오버플로우 속도의 변화에 따라 아연 분말과 할로겐화물의 몰당량을 제어함으로써, 장기간의 연속화 반응에서 아연 분말의 축적을 효과적으로 방지하고, 본 발명의 제조 방법의 고효율적인 수행 시간을 연장시킨다.
반응 물질의 전환율을 높이기 위해, 가열 섹션(10)에서 상기 아연 분말의 체류 시간은 바람직하게는 2 ~ 4h이고, 보다 바람직하게는 2.5 ~ 3.5h, 보다 더 바람직하게는 160 ~ 180min이다. 상기 체류 시간은 아연 분말의 공급 속도 및 액체 반응 물질의 공급 속도에 의해 제어될 수 있고, 제어 방법은 당업자가 일반적인 시험을 통해 얻을 수 있으므로 여기서 더 이상 설명하지 않는다.
본 발명의 상기 액체 반응 물질은 종래 기술에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 구현하기 위한 아연 분말 이외의 물질일 수 있다. 반응 속도를 가속화하기 위해, 상기 액체 반응 물질은 극성 용매, 개시제 및 아연 분말 활성화제를 더 포함한다. 여기서 개시제는 상기 반응을 개시하고, 촉매는 반응 속도를 가속화한다. 본 발명을 위한 상기 극성 용매, 개시제 및 촉매는 종래 기술에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응에 사용되는 해당 물질로부터 선택될 수 있으며, 비용 절감을 위해 극성 용매는 바람직하게는 테트라히드로푸란이고, 개시제는 바람직하게는 1,2-디클로로에탄, 1,2-디브로모에탄 중 임의의 하나 이상으로부터 선택되며, 아연 분말 활성화제는 바람직하게는 클로로트리메틸실란, 브로모트리메틸실란 중 임의의 하나 이상으로부터 선택된다.
또한, 각 물질의 이용률을 높이기 위해 상기 용매와 할로겐화물의 중량비는 바람직하게는 7 ~ 13:1, 보다 바람직하게는 8 ~ 10:1이고, 할로겐화물에 대한 개시제의 몰당량은 바람직하게는 0.03 ~ 0.08, 보다 바람직하게는 0.04 ~ 0.05이며; 할로겐화물에 대한 아연 분말 활성화제의 몰당량은 바람직하게는 0.03 ~ 0.08, 보다 바람직하게는 0.04 ~ 0.05이이다.
이하, 실시예 및 비교예를 기반으로 유익한 효과를 설명한다.
실시예 1
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 65 ~ 75℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 15 ~ 25℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이며, 교반 속도는 100 ~ 200r/min 사이에서 조정된다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 0.4%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 95%였다.
실시예 2
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 65 ~ 75℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 15 ~ 25℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 40°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 174min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 3.3%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 90.8%였다.
실시예 3
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 65 ~ 75℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 15 ~ 25℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 10°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 166min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 3.2%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 92.4%였다.
실시예 4
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 65 ~ 75℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 15 ~ 25℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 20°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 168min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 0.5%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 95.2%였다.
실시예 5
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 65 ~ 75℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 15 ~ 25℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 30°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 172min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 0.2%이었으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 95.5%이었다.
실시예 6
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 65 ~ 75℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 15 ~ 25℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 5°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 162min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 7.2%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 88%였다.
실시예 7
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 65 ~ 75℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 15 ~ 25℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 45°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 177min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 6.2%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 89.7%였다. 이는 도류관과 외벽 사이의 끼인각이 너무 커 아연 분말이 반응기 벽에 쉽게 부착되므로 아연 분말의 확산에 영향을 주어 반응 효율이 떨어지기 때문일 수 있다.
실시예 8
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 1.8%이었으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 94.2%였다.
실시예 9
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 70 ~ 80℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 20 ~ 30℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 0.4%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 94.8%였다.
실시예 10
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 15g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.35g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 135min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.67g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 10.6%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 84.3%였다.
실시예 11
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 15g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 135min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 32.5%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 61.8%였다.
실시예 12
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 18.8g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 9g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 4h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 230min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 0.2%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 94.2%였다.
실시예 13
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-플루오로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 6.2g, 1,2-디브로모에탄 32.5g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.08g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.6g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 23.6%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 73.5%였다.
실시예 14
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-시아노벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 17.9g, 1,2-디브로모에탄 31g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.03g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.57g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 0.8%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 94.2%였다.
실시예 15
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-니트로클로로벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 15.8g, 1,2-디브로모에탄 27.4g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 0.91g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.5g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 1.2%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 94.7%였다.
실시예 16
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-에틸벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 17.6g, 1,2-디브로모에탄 30.4g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1.01g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.56g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 0.9%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 95.0%였다.
실시예 17
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 4-메톡시벤질 클로라이드 500g, 클로로트리메틸실란 17.4g, 1,2-디브로모에탄 30g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 1g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.55g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 1.6%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 93.8%였다.
실시예 18
질소 보호 하에, 10L 4구 플라스크에 테트라히드로푸란 4.45Kg, 주원료인 메틸 4-클로로메틸벤조에이트 500g, 클로로트리메틸실란 14.7g, 1,2-디브로모에탄 25.4g을 첨가하고 10 ~ 20min 동안 교반하여 액체 반응 물질을 형성하였다.
도 1에 도시된 컬럼형 반응기를 사용하여 연속 반응을 수행하되, 컬럼형 반응기의 가열 섹션(10)의 온도 제어 범위는 60 ~ 70℃로 설정되고, 냉각 섹션(20)의 온도 제어 범위는 10 ~ 20℃로 설정되며, 생성물 오버플로우 포트는 냉각 섹션(20)에서 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되고, 도류관(21)과 외벽 사이의 끼인각(α)은 25°이다. 공급 펌프를 가동하여 가열 섹션(10)에 액체 반응 물질을 제공하고, 고체 연속 투입기를 가동하여 가열 섹션(10)에 아연 분말을 제공하되, 액체 반응 물질의 유속을 12g/min으로 제어하고, 아연 분말 투입 속도를 0.84g/min으로 제어하였다. 3h 동안 투입한 후, 생성물 오버플로우 포트의 유속은 안정적이었고, 컬럼형 반응기에서 아연 분말의 체류 시간은 170min이었으며, 아연 분말 투입 속도를 0.47g/min으로 조정하였다. 오버플로우를 통해 획득한 생성물계의 일부를 취하여 10wt% 염화암모늄 수용액(염화암모늄 수용액을 미리 탈산소화한 후 ??칭 용액으로 사용함)에 넣고, 유기상을 취하여 GC로 나머지 원료를 검출한 결과 0.6%였으며, 적정법을 통해 반응 수율을 측정한 결과 94.2%였다.
상술한 설명으로부터 본 발명에 따른 실시예는 하기와 같은 기술적 효과를 달성함을 보아낼 수 있다.
연속 반응기는 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응의 반응 장치로 사용되고, 아연 분말은 가열 섹션의 상부로부터 가열 섹션에 연속적으로 공급되며, 액체 반응 물질은 가열 섹션의 하부로부터 가열 섹션에 연속적으로 공급되고, 양자는 가열 섹션에서 역류 접촉하여 양자의 접촉 효율을 향상시키며 연속 반응이 고효율적으로 수행되도록 보장한다. 연속화 반응이므로 연속 반응이 수행됨에 따라 연속적으로 공급되는 아연 분말은 연속적으로 소모되고, 획득된 생성물은 생성물 오버플로우 포트로부터 연속적으로 유출되므로 아연 분말은 연속 반응기에 축적되지 않는다. 따라서 재료 분출 위험 발생을 피할 수 있어 규모 확대 생산에서 상기 연속 제조 방법을 적용하는데 유리하다.
상술한 설명은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 해당 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명을 다양하게 수정하고 변형할 수 있다. 본 발명의 사상과 원칙 내에서 이루어진 임의의 수정, 균등한 교체, 개선 등은 모두 본 발명의 보호범위 내에 포함되어야 한다.
10: 가열 섹션; 20: 냉각 섹션; 11: 교반 패들; 21: 도류관
Claims (23)
- 벤질 아연 할라이드 및 그 유도체의 연속 제조 방법으로서,
연속 반응기를 사용하여 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 수행하되, 상기 연속 반응기는 연통되게 설치된 가열 섹션(10) 및 냉각 섹션(20)을 포함하고, 상기 냉각 섹션(20)은 상기 가열 섹션(10)의 상부에 위치하며, 상기 냉각 섹션(20)은 생성물 오버플로우 포트를 구비하고,
상기 연속 제조 방법은,
액체 반응 물질과 아연 분말을 각각 상기 가열 섹션(10)에 연속적으로 공급하는데, 상기 아연 분말을 상기 가열 섹션(10)의 상부로부터 상기 가열 섹션(10)에 연속적으로 공급하고, 상기 액체 반응 물질을 상기 가열 섹션(10)의 하부로부터 상기 가열 섹션(10)에 연속적으로 공급하며, 상기 가열 섹션(10)에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 일으켜 생성물계를 획득하고, 상기 생성물계를 상기 생성물 오버플로우 포트를 통해 상기 연속 반응기로부터 유출시키는 단계를 포함하되,
상기 액체 반응 물질은 할로겐화물을 포함하고, 상기 할로겐화물은 구조식 I을 가지며,
상기 구조식 I에서, n은 0 ~ 5 중의 임의의 정수이고, X는 -Cl, -Br 또는 -I이며, 각각의 R은 -F, -Cl, -Br, 니트로기, 시아노기, C1 ~ C5 의 알킬, C1 ~ C5 의 알콕시 및 -COOR1 중 어느 하나로부터 각각 독립적으로 선택되고, R1은 C1 ~ C5 의 알킬이며,
상기 생성물 오버플로우 포트에는 상기 냉각 섹션(20)의 외벽에 연결되는 도류관(21)이 설치되고, 상기 도류관(21)은 상기 외벽에서 멀어지는 방향으로 경사지게 상방으로 연장되며, 상기 도류관(21)과 상기 외벽 사이의 끼인각(α)은 10° ~ 40° 사이인 것을 특징으로 하는 벤질 아연 할라이드 및 그 유도체의 연속 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가열 섹션(10)의 온도는 60 ~ 80℃ 사이로 제어되는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 가열 섹션(10)의 온도는 65 ~ 75℃ 사이로 제어되는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 냉각 섹션(20)의 온도는 10 ~ 30℃ 사이로 제어되는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 냉각 섹션(20)의 온도는 15 ~ 25℃ 사이로 제어되는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 도류관(21)과 상기 외벽 사이의 끼인각(α)은 20° ~ 30° 사이인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 6에 있어서,
상기 생성물 오버플로우 포트는 상기 냉각 섹션(20)에서 상기 가열 섹션(10)에 가까운 일단에 설치되는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 연속 반응기는 컬럼형 연속 반응기 또는 교반형 연속 반응 케틀인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 컬럼형 연속 반응기의 가열 섹션(10)에는 교반 패들(11)이 설치되는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제조 방법은, 상기 가열 섹션(10)에 상기 액체 반응 물질을 제1 유속으로 연속적으로 공급하고, 상기 아연 분말을 제2 유속으로 연속적으로 공급하며, 상기 액체 반응 물질 및 상기 아연 분말이 상기 가열 섹션(10)에서 아연 원자가 탄소-할로겐 결합에 직접 삽입되는 반응을 일으키도록 하여 생성물계를 획득하고, 상기 생성물계를 상기 생성물 오버플로우 포트를 통해 상기 연속 반응기로부터 유출시키며, 상기 오버플로우 유속이 안정화된 후, 상기 아연 분말이 제3 유속으로 상기 가열 섹션(10)에 공급되도록 조정하되, 공급된 상기 할로겐화물에 대한 공급된 상기 아연 분말의 몰당량이 1 ~ 3이 되도록 상기 제2 유속 및 상기 제1 유속을 제어하고, 공급된 상기 할로겐화물에 대한 공급된 상기 아연 분말의 몰당량이 1 ~ 1.1이 되도록 상기 제3 유속 및 상기 제1 유속을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 10에 있어서,
공급된 상기 할로겐화물에 대한 공급된 상기 아연 분말의 몰당량이 1.5 ~ 2.0이 되도록 상기 제2 유속 및 상기 제1 유속을 제어하는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가열 섹션(10)에서 상기 아연 분말의 체류 시간은 2 ~ 4h인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 12에 있어서,
상기 가열 섹션(10)에서 상기 아연 분말의 체류 시간은 2.5 ~ 3.5h인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 액체 반응 물질은 극성 용매, 개시제 및 아연 분말 활성화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 극성 용매는 테트라히드로푸란인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 개시제는 1,2-디클로로에탄 및 1,2-디브로모에탄에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 아연 분말 활성화제는 클로로트리메틸실란 및 브로모트리메틸실란에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
상기 극성 용매와 상기 할로겐화물의 중량비는 7 ~ 13:1인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 18에 있어서,
상기 극성 용매와 상기 할로겐화물의 중량비는 8 ~ 10:1인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 14 또는 청구항 16에 있어서,
상기 할로겐화물에 대한 상기 개시제의 몰당량은 0.03 ~ 0.08인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 20에 있어서,
상기 할로겐화물에 대한 상기 개시제의 몰당량은 0.04 ~ 0.05인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 14 또는 청구항 17에 있어서,
상기 할로겐화물에 대한 상기 아연 분말 활성화제의 몰당량은 0.03 ~ 0.08인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
- 청구항 22에 있어서,
상기 할로겐화물에 대한 상기 아연 분말 활성화제의 몰당량은 0.04 ~ 0.05인 것을 특징으로 하는 연속 제조 방법.
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