KR20000059869A - 세리놀의 제조방법 - Google Patents

세리놀의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20000059869A
KR20000059869A KR1019990007754A KR19990007754A KR20000059869A KR 20000059869 A KR20000059869 A KR 20000059869A KR 1019990007754 A KR1019990007754 A KR 1019990007754A KR 19990007754 A KR19990007754 A KR 19990007754A KR 20000059869 A KR20000059869 A KR 20000059869A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
propanediol
nitro
sodium salt
catalyst
serinol
Prior art date
Application number
KR1019990007754A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100286570B1 (ko
Inventor
곽병성
정기남
김춘길
고기호
Original Assignee
남창우
에스케이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR1019990007754A priority Critical patent/KR100286570B1/ko
Application filed by 남창우, 에스케이 주식회사 filed Critical 남창우
Priority to EP00911440A priority patent/EP1169297B1/en
Priority to US09/936,062 priority patent/US6509504B1/en
Priority to PCT/KR2000/000192 priority patent/WO2000053567A1/ko
Priority to JP2000604008A priority patent/JP2002539109A/ja
Priority to PT00911440T priority patent/PT1169297E/pt
Priority to AT00911440T priority patent/ATE277886T1/de
Priority to ES00911440T priority patent/ES2228477T3/es
Priority to DE60014342T priority patent/DE60014342T2/de
Publication of KR20000059869A publication Critical patent/KR20000059869A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100286570B1 publication Critical patent/KR100286570B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C215/00—Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C215/02—Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton
    • C07C215/04—Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being saturated
    • C07C215/06—Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being saturated and acyclic
    • C07C215/10—Compounds containing amino and hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having hydroxy groups and amino groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being saturated and acyclic with one amino group and at least two hydroxy groups bound to the carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C213/00—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C213/02—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton by reactions involving the formation of amino groups from compounds containing hydroxy groups or etherified or esterified hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00—Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/06—Preparation of nitro compounds
    • C07C201/12—Preparation of nitro compounds by reactions not involving the formation of nitro groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

본 발명은 니트로메탄, 파라포름알데히드 및 수산화나트륨을 사용하여 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 제조한 후, 고정층 반응기를 사용한 연속적인 수소화반응에 의해 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염으로부터 세리놀 (2-아미노-1,3-프로판디올)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 수소화반응은 하기 반응식 1과 같다.
반응식 1
본 발명의 세리놀의 제조방법은 반응이 간단하고, 경제적이며, 고 수율 및 고 순도의 세리놀을 제조할 수 있다.

Description

세리놀의 제조방법{Process for the production of SERINOL (2-amino-1,3-propanediol)}
본 발명은 의약품 중간체로 사용되는 세리놀의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 니트로메탄과 파라포름알데히드를 반응시킨 후 나트륨 원으로써 수산화나트륨을 사용하여 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염 (2-nitro-1,3-propanediol Na salt)을 제조한 후, 금속 또는 금속을 담체에 담지시킨 촉매계의 존재 하에서 하기 반응식 1과 같이 수소화반응시켜, 고순도 및 고수율의 세리놀 (2-amino-1,3-propanediol, SERINOL)을 제조하는 방법에 관한 것이다.
세리놀 (2-아미노-1,3-프로판디올)은 의약품 중간체로서, 특히 이오파미돌 (Iopamidol)이라는 X-선 조영제를 제조하기 위한 중요한 중간체 중 하나이다.
세리놀의 제조원료인 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 제조기술은 미국특허 제 4,754,079호에 상세하게 기술되어 있는데, 니트로메탄 (nitromethane), 파라포름알데히드 (paraformaldehyde), 소듐메톡사이드 (sodium methoxide) 및 수산화칼륨 (KOH)을 사용하여 제조할 수 있다. 이 방법은 수산화칼륨 (KOH)을 촉매로 사용하고, 액상인 소듐메톡사이드 (30% 메탄올 용액)를 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 나트륨 (Na) 원으로 활용하므로, 반응이 복잡하고 취급이 번거로우며, 또한 파라포름알데히드를 비교적 고온인 42∼45℃의 좁은 온도범위에서 니트로메탄과 반응시켜야 하므로 반응온도 제어가 어려운 단점이 있으며, 액상인 소듐메톡사이드의 가격이 본 발명에서 사용하는 고체인 수산화나트륨 (NaOH) 분말보다 상대적으로 고가이기 때문에 비경제적이다.
한편, 독일특허 제 2,742,981호에는 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 완충 산 (buffer acid)의 존재 하에서 수소화반응시켜 세리놀을 제조하는 방법이 상세히 기술되어 있는데, 이 방법은 이론적인 양만큼 수소가 흡수되지만, 이상적인 반응조건에서도 수율이 30∼50%로 비교적 낮고, 또한 Pd/C 촉매를 재 사용할 수 없어 공업적으로 한계가 있다.
이에, 미국특허 제 4,448,999호에서는 메탄올을 용매로 사용하여 루프-형 (loop-type) 반응기 및 효과적인 냉각장치를 도입하여 세리놀 수율을 74%까지 얻을 수 있었지만, 재생이 불가능한 값비싼 Pd/C 촉매를 사용하는 배치 (batch) 반응으로서 세리놀을 공업적으로 생산하지 못하는 단점이 있으며, 반응 후 촉매를 필터 (filter)로 제거해야 하는 번거로움과 낮은 수율로 공업적으로 사용하기에 충분하다고 할 수 없다.
또한, 미국특허 제 4,221,740호에서는 값비싼 Pd/C 촉매 대신 레이니 니켈 (Raney Ni)을 사용하여 세리놀의 수율을 64∼87%까지 얻을 수 있었지만, 재생이 불가능한 레이니 니켈 촉매를 사용하므로, 반응 후 촉매를 필터로 제거해야 하는 어려움이 있으며, 세리놀의 수율 또한 높다고 할 수 없다.
따라서, 비교적 저온에서도 반응이 용이하고, 경제적이면서도 생산성 및 순도가 높은 세리놀의 제조방법에 대한 연구가 절실히 요구된다.
이에, 본 발명자들은 광범위한 연구를 수행한 결과, 세리놀의 제조원료인 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 제조하는데 있어서, 종래의 방법과는 달리 나트륨(Na) 원으로 수산화나트륨 (NaOH) 분말을 사용하고, 세리놀을 제조하기 위한 수소화반응에 있어서, 종래의 배치 (batch) 반응기를 사용하지 않고 고정층 반응기를 사용하여 금속 또는 금속을 담체에 담지시킨 촉매계를 이용하면, 반응 온도에 따른 수율감소 영향을 줄일 수 있고, 가열해야만 용해되는 파라포름알데히드의 문제점을 개선할 수 있으며, 공정이 간단하고, 경제적이며, 수율과 순도가 우수한 세리놀을 제조할 수 있음을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정이 간단하며, 경제적으로 유리한 고 순도 및 고 수율의 세리놀의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 수소화반응에 의해 세리놀 (2-아미노-1,3-프로판디올)을 제조하는 방법에 있어서,
니트로메탄 1 당량과 파라포름알데히드 1∼10 당량을 반응시킨 후, 수산화나트륨 0.5∼5 당량을 첨가하여 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 제조하는 단계;
무기산화물 담체에 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 오스뮴(Os)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 금속이 1∼20 중량%로 담지된 촉매를 제조하는 단계; 및
상기 촉매를 충진시킨 고정층 반응기를 이용하여 상기 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 연속적으로 수소화반응시키는 단계로 이루어진다. 이때, 상기 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 반응온도는 0∼100℃이며, 상기 세리놀을 제조하기 위한 수소화반응은 0∼150℃의 반응온도, 15∼2,500 psig의 반응압력 및 0.1∼10h-1의 시간당 중량공간속도(WHSV)의 조건하에서, 수소/2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 몰 비율은 1∼10, 용매 중 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 함량은 2∼50 중량%로 하여 수행된다.
도 1은 촉매 (Pd/Al2O3및 Ru/Al2O3)에 대한 선택도를 비교한 그래프로, 본 발명에 따라 제조된 촉매 및 공정을 사용하여 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 연속적인 수소화반응에 따른 세리놀 (2-아미노-1,3-프로판디올)의 반응 선택도를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 니트로메탄과 파라포름알데히드를 반응시킨 후, 별도의 촉매 없이 수산화나트륨으로 염(salt)화시켜 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 제조하고, 상기 나트륨염을 금속 또는 금속을 담체에 담지시킨 촉매를 충진시킨 고정층 반응기를 이용하여 연속적으로 수소화반응시켜 세리놀을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 기술하고 있는 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 제조방법은 종래의 방법과 다른 공정으로, 비교적 저온에서도 반응이 용이하고, 수산화칼륨 수용액 및 액상인 소듐메톡사이드 (30% 메탄올 용액)보다 다루기 편리한 수산화나트륨을 사용하므로 공정이 간단하고, 상대적으로 가격이 저가이므로 경제적으로 유리한 잇점이 있다.
상기 나트륨염을 제조하기 위한 파라포름알데히드의 사용량은 니트로메탄 1 당량에 대하여 1∼10 당량, 바람직하기로는 1∼5 당량이고, 만일 상기 사용량이 1 당량 미만이면, 나트륨염의 수율이 낮은 문제가 있고, 10 당량을 초과하면, 부반응이 발생되는 문제가 있다.
상기 나트륨염을 제조하기 위한 수산화나트륨의 함량은 니트로메탄 1 당량에 대하여 0.5∼5 당량, 바람직하기로는 0.5∼3 당량이며, 상기 사용량이 0.5 당량 미만이면, 반응속도가 느린 문제가 있고, 5 당량을 초과하면, 부반응 발생 및 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
반응온도는 비교적 저온인 0∼100℃, 바람직하게는 10∼50℃이며, 상기 반응온도가 0℃ 미만이면, 나트륨염의 생성 속도가 느린 문제가 있고, 100℃를 초과하면, 부반응의 증가로 나트륨염의 수율이 감소하고 반응 혼합물이 착색되는 문제가 있다.
이렇게 제조된 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 수율은 98%이고, 순도 99.8%이었다.
이렇게 제조된 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염은 금속 또는 금속을 담체에 담지시킨 촉매계의 존재 하에 수소화시켜 고수율 및 고순도의 세리놀로 제조되며, 상기 수소화반응은 고정층 반응기를 이용한 연속공정을 이용함으로써, 종래의 방법에 비해 수율이 높고, 촉매의 재생이 가능하여 경제적이며, 촉매를 필터로 제거해야 하는 번거로움이 없어 반응 후의 공정이 단순한 잇점이 있다.
한편, 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 수소화반응으로 세리놀을 제조하는데 있어서, 특정한 용매를 사용하여야 하는데, 이 용매는 고체 상태인 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 잘 녹일 수 있어 반응기로 원활하게 공급할 수 있게 하고, 발열 반응인 수소화반응에 의해 발생된 반응열을 쉽게 제거하는 역할도 하며, 반응물인 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염 및 수소와 반응하지 않아야 한다. 본 발명에서는 이러한 수소화반응에 적절한 용매로서 메틸알콜 (methyl alcohol), 에틸알콜 (ethyl alcohol), 노르말프로필알콜 (n-propyl alcohol), 이소프로필알콜 (isopropyl alcohol), 노르말부틸알콜 (n-butyl alcohol) s-부틸알콜 (sec-butyl alcohol), t-부틸알콜 (tert-butyl alcohol) 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 용매 중에서 메틸알콜과 물을 사용하는 것이 좋으며, 가장 바람직하기로는 메틸알콜과 물을 9:1로 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 용매를 사용할 때, 용액 중의 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 농도는 1∼50 중량%, 바람직하기로는 3∼20 중량%로 유지하는 것이 좋으며, 완전히 용해시키기 위하여 경우에 따라 용매를 가열할 수도 있다. 이때, 상기 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 농도가 1 중량% 미만이면, 세리놀의 생산성이 감소하는 문제가 있고, 50 중량%를 초과하면, 전환율 및 선택도가 저하되는 문제가 있다.
2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 수소화반응에 사용되는 촉매는 금속 또는 금속을 담체에 담지시켜 사용하며, 상기 금속으로는 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 오스뮴(Os)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 금속을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 팔라듐(Pd) 또는 루테늄(Ru)을 사용한다. 상기 담체로는 알루미나 (alumina), 실리카 (silica), 실리카-알루미나 (silica-alumina), 지르코니아 (zirconia), 티타니아 (titania), 지올라이트 (zeolite) 및 분자체 (molecular sieve)와 같은 무기산화물을 사용할 수 있으며, 이중에서도 알루미나가 가장 바람직하다.
상기 담체 입자의 형태는 원형, 실린더형, 과립형 또는 어떠한 형태의 것을 사용하여도 무방하나, 적당한 기계적 성질을 갖기 위해서는 원형 또는 실린더형의 펠렛 (pellet) 형태로 성형된 것이 바람직하다.
상기 촉매 전체에 있어서 상기 금속의 함량은 1∼20 중량%이며, 더욱 바람직하기로는 1∼15 중량%이다. 만일, 상기 금속의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 수소화반응의 활성 및 세리놀의 선택도가 감소하며, 20 중량%를 초과할 경우에는 귀금속의 가격이 높아 공정의 경제성이 낮아지는 단점이 있다.
상기 금속을 담체에 담지시키는 방법으로는 초기습성함침법 (incipient wetness impregnation), 과량수함침법 (excess water impregnation), 스프레이법 또는 물리적인 혼합 등의 방법을 모두 사용할 수 있다.
금속의 담지가 완료된 촉매는 공기 분위기 또는 불활성 기체 분위기에서 2시간 이상 소성하여야 하는데, 이때의 온도는 300∼700℃로 유지하여야 하며, 더욱 바람직하기로는 300∼550℃이다. 만일 상기 소성온도가 300℃ 미만이면 소성이 불완전하고 금속 담지시 사용한 금속 전구체의 분해가 미흡하게 되며, 소성온도가 700℃를 초과하면 금속의 분산도가 낮아져서 촉매가 적절한 성능을 발휘할 수 없게 된다. 이렇게 소성이 완료된 촉매를 고정층 반응기에 충진시킨 후에는 반응물을 투입하기 전에 수소로 촉매를 환원하는 과정을 거쳐야 하며, 이때 환원 조건은 담지된 금속의 종류에 따라 50∼400℃에서 적어도 2시간 이상 유지하여야 한다.
본 발명에서는 반응공간시간 대비 더 높은 수율을 얻을 수 있고, 추가적인 처리과정 없이 촉매를 반복적으로 재 사용할 수 있으며, 또한 공정을 대폭 단순화하기 위한 방법으로 고정층 반응계를 채택하였다. 상기 고정층 반응계에 있어서, 반응기의 형태나 반응물의 투입 및 흐름 방향에 제한은 없으나, 반응물간의 접촉이 원활하게 일어나게 하기 위하여, 반응물인 탄화수소와 수소가 함께 반응기의 상부에서 하부로 흐르며, 반응물을 반응기 전체에 골고루 분산시킬 수 있는 설비를 갖춘 트리클-베드 (Trickle-bed) 형태의 반응기를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 수소화반응에 의한 세리놀의 제조반응은 수소 15∼2,500 psig, 반응온도 0∼150 ℃, 시간당 중량공간속도 (WHSV) 0.1∼10 h-1의 조건에서 수행되며, 바람직하기로는 수소 100∼2,000 psig, 반응온도 10∼100℃, WHSV 0.2∼10 h-1의 조건에서 수행하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하기로는 수소 500∼1,500 psig, 반응온도 20∼80℃, WHSV 0.5∼5h-1의 조건에서 수행하는 것이 좋다. 도 1에서 나타낸 바와 같이, 중량공간속도 (WHSV) 변화가 세리놀 수소화반응 선택도에 영향을 미치며, 촉매 사용량에 따라서도 표 2에서와 같이 촉매 일정량까지는 전환율과 선택도가 증가되지만 그 이상일 경우에는 증가되지 않는다. 즉, 반응조건이 상기와 같은 범위를 벗어날 경우, 세리놀의 수율이 낮아지고, 촉매의 비활성화 속도가 증가되어 본 발명에서 제시하는 연속 제조공정의 장점이 사라지게 된다.
한편, 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 수소화반응에 의해 완전히 전환시키기 위해서는 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염에 대한 수소의 몰 비율은 3.5 이상만 되면 되며, 그 이상의 수치에 대해서는 제한이 없다. 그러나, 공정의 경제성을 감안하여 니트로프로판디올나트륨염 대비 수소의 몰 비율은 1∼10 사이로 유지하는 것이 바람직하다. 이때, 반응에 사용되지 않고 반응기를 통과한 수소는 재 압축되어 반응기로 순환시킨다.
반응기로부터 유출되는 반응생성물은 용매를 회수하는 장치로 보내지며, 여기서 적어도 일부의 용매가 나머지 반응생성물과 분리된다. 이러한 회수장치는 증류탑 또는 플래시 증류기 (flash vaporizer) 등 어떠한 형태의 장치를 사용하여도 무방하다. 용매 회수장치의 하단부에서 유출되는 생성물 또는 농축물은 진공증류장치로 이송된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예
제조예 1
2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 제조
교반장치 및 냉각장치가 부착되어 있는 1L 반응기에 니트로메탄 60g, 파라포름알데히드 74.5g, 메탄올 722g, 수산화나트륨 0.36g을 넣고 상온에서 파라포름알데히드를 용해시킨다. 그리고, 냉각장치를 이용하여 반응기의 내부 온도가 35℃이하로 냉각시킨 다음, 나머지 수산화나트륨 43.9g을 서서히 투입하면 니트로-프로판디올나트륨염의 백색 결정이 생성된다. 이것을 질소분위기 존재 하에서 필터로 분리한 후 감압건조하여 순도 99.8%, 수율 98%의 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 얻었다.
제조예 2
Pd/Al2O3촉매의 제조
100cc 용량의 플라스크에 2차 증류수 50cc를 넣은 후, 여기에 6.35g의 팔라듐니트로 화합물 (Aldrich, Pd(NO3)2)을 투입하여 팔라듐니트로 화합물 수용액을 제조한다. 회전 속도를 조절할 수 있는 모터에 장착된 금속 담지용 용기에 Norton사에서 제조한 (1/8)" 익스트루데이트 (extrudate) 알루미나 100g을 넣은 후, 모터를 50rpm의 속도로 회전시키면서 상기 팔라듐니트로 화합물 용액을 알루미나에 골고루 분산시킨다. 팔라듐니트로화합물 용액 투입이 완료된 후에도 약 30분 동안 모터를 같은 속도에서 더 회전시킨 후, 팔라듐니트로 화합물이 담지된 촉매를 머플로 (muffle furnace)에 옮겨 공기분위기에서 400℃로 3시간동안 소성한다. 소성 후, 촉매내 팔라듐의 함량을 X-선 형광분석법으로 측정한 결과 10.0중량%였다.
제조예 3
Ru/Al2O3촉매의 제조
100 cc 용량의 플라스크에 2차 증류수 40 cc를 넣은 후, 여기에 17.9 g의 염화루테늄 (Aldrich, RuCl3)을 투입하여 염화루테늄 수용액을 제조한다. 회전 속도를 조절할 수 있는 모터에 장착된 금속 담지용 용기에 Norton사에서 제조한 알루미나 100 g을 넣은 후, 모터를 50 rpm의 속도로 회전시키면서, 상기 루테늄 용액을 알루미나에 골고루 분사시킨다. 루테늄 용액 투입이 완료된 후에도 약 30분 동안 모터를 같은 속도에서 더 회전시킨 후, 루테늄이 지지된 촉매를 머플로 (muffle furnace)에 옮겨 공기 분위기에서 550 ℃로 6시간 동안 소성한다. 소성 후, 촉매내 루테늄의 함량을 X-ray 형광분석법으로 측정한 결과 7.5 중량%였다.
실시예 1∼5
세리놀의 연속제조 반응
제조예 2의 방법으로 제조된 (1/8)" 익스트루데이트 (extrudate) 형태의 촉매 50g을 316 스테인레스 재질의 완전 자동화된 고압반응 반응기 (내부직경 2.54cm × 길이 60cm)에 충진한다. 반응기 내부를 질소로 불어낸 후, 반응기 내부의 온도를 상온에서 55℃까지 분당 1℃의 승온속도로 올리면서 50 sccm의 수소를 흘려준다. 수소의 주입량을 반응에 필요한 것보다 2배로 증가시키고, 제조예 1의 방법으로 제조된 니트로프로판디올나트륨염을 메탄올과 물에 녹여 니트로프로판디올나트륨염이 5 중량%가 되도록 제조한 반응물을 반응기로 주입한다. 이때, 반응물의 주입량 및 반응기 내부의 조건은 하기 표 1에 나타내었다. 반응 생성물은 매 4 시간마다 총 20 시간동안 채취하여 기체크로마토그래피 (50m×0.2mm×0.5㎛PONA 칼럼)의 FID (Flame Ionization Detector)로 분석하여 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 온도, ℃ 압력, psig WHSV, h-1 전환율, % 세리놀 선택도, %
실시예 1 55 850 1.4 99.5 94.5
실시예 2 55 850 2.8 99.0 92.9
실시예 3 50 850 2.8 92.5 89.7
실시예 4 50 850 1.4 98.0 90.5
실시예 5 50 800 2.8 92.2 87.3
전환율 및 선택도는 세리놀을 무수삼불화초산 (Trifluoroacetic anhydride) 유도체로 만들어 기체크로마토그래피로 분석한다 (Plant Cell Physiol. 1986, 27(6), 1109 참조).
실시예 6∼15
세리놀의 연속제조 반응
제조예 1의 니트로프로판디올나트륨염의 수소화반응을 메탄올과 물이 9:1로 혼합된 것을 용매로 사용하여 온도 55℃, 수소압력 870 psig, WHSV 1.4h-1또는 2.8 h-1의 조건에서 실시예 1에 예시된 방법으로 수행하였으며, 이때 사용한 촉매는 제조예 3의 방법에 따라 제조된 것으로 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 촉매 WHSV, H-1 전환율, % 세리놀 선택도, %
실시예 6 0.5% Pd/Al2O3 1.4 60.0 43.5
실시예 7 5% Ru/Al2O3 1.4 90.0 83.5
실시예 8 5% Ru/Al2O3 1.4 90.0 83.5
실시예 9 5% Ru/Al2O3 2.8 87.5 78.5
실시예 10 7.5% Ru/Al2O3 1.4 99.0 94.0
실시예 11 10% Ru/Al2O3 1.4 97.2 95.3
실시예 12 10% Ru/Al2O3 2.8 91.2 92.5
실시예 13 15% Pd/Al2O3 1.4 96.5 94.8
실시예 14 15% Pd/Al2O3 2.8 95.0 92.8
실시예 15 25% Pd/Al2O3 2.8 99.8 96.2
비교예 1∼3
니트로프로판디올나트륨의 수소화 반응을 메탄올과 물을 용매로 사용하여 온도 55 ℃, 850 psig, WHSV 1.4 h-1의 조건에서 실시예 1에 예시된 방법으로 수행하였으며, 이때 사용한 촉매는 하기 표 3에 나타내었다. 이 촉매들은 본 발명에 의해 제조된 촉매가 아니고, 상용 촉매 제조사로부터 입수한 촉매들이며, 상세한 규격은 명시되어 있지 않다 (표 3).
비교예 촉매 전환율, % 세리놀 선택도, %
비교예 1 10% Pd/C 91.0 87.5
비교예 2 Degussa 5% Ru/알루미나 91.9 83.0
비교예 3 5% Pd/알루미나 90.5 82.5
실시예 16
세리놀의 장기 연속반응
제조예 2의 방법으로 제조한 촉매를 사용하여 실시예 1에 예시된 반응기와 유사한 반응기에서 장기 연속반응을 수행하였다. 그 결과 2,000시간 이상 반응을 진행하여도 촉매의 비활성화가 관찰되지 않았다 (표 4).
500시간 1,000시간 1,500시간 2,000시간
전환율(%) 98.5 98.4 98.4 98.0
선택도(%) 95.3 94.8 94.7 94.0
실시예 17∼21
세리놀의 연속반응 및 분리회수
제조예 2의 방법으로 제조한 촉매 50g을 사용하여, 실시예 1에 예시된 반응기와 유사한 반응기에서 반응을 수행하였다. 반응이 진행되는 동안 압력은 850 psig로 유지하였으며, 반응온도와 WHSV는 실시예 1∼5와 동일하게 변화시켰다. 200 시간동안 반응을 진행시킨 후, 세리놀을 함유하고 있는 용액을 얻었으며, 이로부터 세리놀 결정을 회수하기 위하여 상기 용액을 감압증류장치가 설치되어 있는 10 리터 용량의 유리 반응기에 주입하였다. 유리 반응기의 온도를 분당 5℃의 승온 속도로 80℃, 100 mbar에서 감압증류하여 용액 중의 메탄올과 물을 약 90% 증발시킨 후, 여과하여 석출된 염화나트륨을 제거한다. 여기에 15 리터의 이소프로필알콜을 상기 유리 반응기에 주입한다. 그리고, 유리 반응기의 온도를 분당 5℃의 승온속도로 80℃, 100 mbar에서 감압증류하여 세리놀이 90 중량% 이상 될 때까지 이소프로필알콜을 제거한 다음, 115∼130℃, 0.5 -1mbr 조건에서 감압증류하여 세리놀 결정을 얻었으며, 상기 결정의 수율 및 순도는 하기 표 5에 나타내었다.
실시예 온도, ℃ 압력, psig WHSV, h-1 세리놀 순도, % 세리놀 수율, %
실시예 17 55 850 1.4 99.7 84.5
실시예 18 55 850 2.8 99.6 82.9
실시예 19 50 850 2.8 99.3 85.7
실시예 20 50 850 1.4 98.9 80.5
실시예 21 50 800 2.8 99.2 87.0
결과적으로, 본 발명의 방법에 의해 제조된 세리놀은 종래 방법에 의해 제조된 세리놀에 비해, 고 순도 및 고 수율을 얻을 수 있으며, 비교적 간단한 공정으로 경제적이기 때문에 공업적으로 대량생산이 용이하여, 산업상 매우 유용하다.

Claims (11)

  1. 수소화반응에 의해 세리놀 (2-아미노-1,3-프로판디올)을 제조하는 방법에 있어서,
    니트로메탄 1 당량과 파라포름알데히드 1∼10 당량을 반응시킨 후, 수산화나트륨 0.5∼5 당량을 첨가하여 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 제조하는 단계;
    무기산화물 담체에 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 오스뮴(Os)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 금속이 1∼20 중량%로 담지된 촉매를 제조하는 단계; 및
    상기 촉매를 충진시킨 고정층 반응기를 이용하여 상기 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 연속적으로 수소화반응시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 세리놀의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염을 제조하기 위한 반응온도는 0℃∼100℃임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 무기산화물 담체는 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 지르코니아, 티타니아, 지올라이트 및 분자체로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 5∼20 중량%의 팔라듐 또는 루테늄을 담지시킨 촉매임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 수소화반응은 0℃∼150℃의 반응온도, 15∼2,500 psig의 반응압력 및 0.1∼10h-1의 시간당 중량공간속도에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 수소화반응에 사용되는 수소/2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염의 몰 비율은 1∼10인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 수소화반응에 사용되는 2-니트로-1,3-프로판디올나트륨염은 용매중에 2∼50 중량%의 농도로 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 용매는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 노르말부틸알콜, s-부틸알콜, t-부틸알콜 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 혼합물임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 용매는 메틸알콜 및 물을 혼합한 것임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 용매는 메틸알콜과 물의 혼합비율을 9:1로 한 것임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 고정층 반응기로 트리클-베드 (trickle-bed) 반응기를 사용하는 방법.
KR1019990007754A 1999-03-09 1999-03-09 세리놀의 제조방법 KR100286570B1 (ko)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990007754A KR100286570B1 (ko) 1999-03-09 1999-03-09 세리놀의 제조방법
US09/936,062 US6509504B1 (en) 1999-03-09 2000-03-09 Method for the production of serinol
PCT/KR2000/000192 WO2000053567A1 (ko) 1999-03-09 2000-03-09 Process for the production of serinol (2-amino-1,3-propanediol)
JP2000604008A JP2002539109A (ja) 1999-03-09 2000-03-09 セリノールの製造方法
EP00911440A EP1169297B1 (en) 1999-03-09 2000-03-09 Method for the production of serinol
PT00911440T PT1169297E (pt) 1999-03-09 2000-03-09 Processo para a producao de serinol
AT00911440T ATE277886T1 (de) 1999-03-09 2000-03-09 Verfahren zur herstellung von serinol
ES00911440T ES2228477T3 (es) 1999-03-09 2000-03-09 Procedimiento para la preparacion de serinol.
DE60014342T DE60014342T2 (de) 1999-03-09 2000-03-09 Verfahren zur herstellung von serinol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990007754A KR100286570B1 (ko) 1999-03-09 1999-03-09 세리놀의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000059869A true KR20000059869A (ko) 2000-10-16
KR100286570B1 KR100286570B1 (ko) 2001-03-15

Family

ID=19575986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990007754A KR100286570B1 (ko) 1999-03-09 1999-03-09 세리놀의 제조방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6509504B1 (ko)
EP (1) EP1169297B1 (ko)
JP (1) JP2002539109A (ko)
KR (1) KR100286570B1 (ko)
AT (1) ATE277886T1 (ko)
DE (1) DE60014342T2 (ko)
ES (1) ES2228477T3 (ko)
PT (1) PT1169297E (ko)
WO (1) WO2000053567A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100730460B1 (ko) * 2002-06-19 2007-06-19 에스케이 주식회사 불균일 촉매를 이용한 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올의연속제조방법
CN109485578A (zh) * 2018-11-15 2019-03-19 内蒙古圣氏化学股份有限公司 2-氨基-1,3-丙二醇的合成工艺

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20305309U1 (de) * 2003-04-01 2004-05-13 Dbt Automation Gmbh Strebausbausteuerung
CN100408547C (zh) * 2006-10-31 2008-08-06 江苏省原子医学研究所 一种丝氨醇的制备方法
CN103739501B (zh) * 2014-01-14 2016-01-20 南京嵘天绿色化学有限公司 一种甘油仲羟基氨基化的方法
CN116102436A (zh) * 2022-12-13 2023-05-12 江西仙康药业有限公司 一种制备丝氨醇的新工艺

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2742981C2 (de) * 1977-09-21 1979-11-08 Schering Ag, 1000 Berlin Und 4619 Bergkamen Verfahren zur Herstellung von SerinoK 13-Dihydroxy-2-amino-propan)
DE3130082C2 (de) * 1981-07-30 1984-10-04 Buss Ag, Basel Verfahren zur Herstellung von 2-Aminopropandiol-(1,3)(Serinol)
US4754079A (en) * 1985-09-21 1988-06-28 Dynamit Nobel Ag Process for producing the sodium salt of 2-nitro-1,3-propanediol
JPS62169751A (ja) * 1986-01-21 1987-07-25 Koei Chem Co Ltd ２−アミノ−１，３−プロパンジオ−ルの製造法
FR2656605B1 (fr) * 1990-01-03 1992-03-13 Air Liquide Procede de preparation de l'amino-2-propanediol-1,3 et de ses sels.
IT1274675B (it) * 1994-04-14 1997-07-24 Zambon Spa Processo per la preparazione di 2- ammino-1,3-propandiolo

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100730460B1 (ko) * 2002-06-19 2007-06-19 에스케이 주식회사 불균일 촉매를 이용한 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올의연속제조방법
CN109485578A (zh) * 2018-11-15 2019-03-19 内蒙古圣氏化学股份有限公司 2-氨基-1,3-丙二醇的合成工艺

Also Published As

Publication number Publication date
EP1169297B1 (en) 2004-09-29
EP1169297A4 (en) 2002-09-18
DE60014342T2 (de) 2005-12-29
DE60014342D1 (de) 2004-11-04
WO2000053567A8 (ko) 2001-04-12
PT1169297E (pt) 2005-02-28
KR100286570B1 (ko) 2001-03-15
ATE277886T1 (de) 2004-10-15
JP2002539109A (ja) 2002-11-19
WO2000053567A1 (ko) 2000-09-14
US6509504B1 (en) 2003-01-21
EP1169297A1 (en) 2002-01-09
ES2228477T3 (es) 2005-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107001197B (zh) 由hmf生产bhmf、bhmthf、hdo和hto的方法
KR100286570B1 (ko) 세리놀의 제조방법
KR101105460B1 (ko) 루테늄 지르코니아 촉매를 이용한 당알코올류의 제조방법
KR100459836B1 (ko) ４-아미노디페닐아민의제조방법
KR20100108394A (ko) 일단계 환원성 아민화 방법
JPS646183B2 (ko)
US5932768A (en) Process for the preparation of 4-aminodiphenylamine
KR19990077805A (ko) 4-아미노디페닐아민의 제조 방법
KR100277723B1 (ko) 광학적으로 순수한 데카하이드로이소퀴놀린카르복사미드의 연속제조공정
KR100651353B1 (ko) 고수율로 벤라팩신 중간체를 연속적으로 제조하는 방법
EP1558597B1 (en) Continuous process for the production of optically pure (s)-beta hydroxy-gamma-butyrolactone
KR100730460B1 (ko) 불균일 촉매를 이용한 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올의연속제조방법
JP2004505071A (ja) 光学的に純粋な（Ｓ）−β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンの連続製造方法
KR101847161B1 (ko) 광학적으로 순수한 (ｓ)-사이클로헥실아미노산 유도체의 제조 방법
JP3541448B2 (ja) アセトアミドの製造方法
KR100457067B1 (ko) 복합금속산화물 촉매 및 이의 제조 방법, 및 이를이용하여 프탈산에스테르로부터 프탈라이드를 제조하는 방법
KR100528839B1 (ko) 무수프탈산으로부터 프탈라이드를 제조하는 방법
JPH10109949A (ja) α−フェニルエチルアルコールの製造方法
EP0075936A1 (en) A process for selectively producing monoethylene glycol monomethyl ether with the simultaneous coproduction of monoethylene glycol and ethanol
KR20030095115A (ko) 순수한 2,3-디하이드로벤조퓨란의 연속제조방법
KR20140059559A (ko) 연속공정에 의한 4-아세톡시스티렌의 제조방법
KR20030014808A (ko) 카르복시 이탈반응을 이용한 인돌 유도체의 제조방법
KR20030013974A (ko) 이소프탈알데하이드의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070111

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee