KR20000075464A - 방향족 니트릴의 제조 방법 - Google Patents

방향족 니트릴의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소 원자가 4개 이상인 시클릭 또는 비시클릭 케톤의 존재하에서 반응시켜, 니켈 촉매가 존재하는 상태에서 알칼리 시안화물을 사용하여 클로로방향족으로부터 방향족 니트릴을 제조하는 유리한 방법에 관한 것이다.

Description

방향족 니트릴의 제조 방법 {Method for Producing Aromatic Nitriles}
본 발명은 해당 클로로방향족을 시안화물과 반응시켜 방향족 니트릴을 제조하는 방법에 관한 것이다. 치환된 벤조니트릴 및 기타 방향족 니트릴은 제약용 및 농업용 활성 화합물의 제조에 흔히 사용되는 중간체이다.
촉매 (예, 니켈 착화합물)의 존재하에서 알칼리 금속 시안화물을 사용하여 아릴 할로겐화물을 방향족 니트릴로 전환시킬 수 있다는 것은 알려져 있다. 문헌 [Adv. in Chem. Series 132: Homogeneous Catalysis II, 252-273 (1974)]은 니켈 촉매 작용에 의한 아릴 할로겐화물과 알칼리 금속 시안화물의 시안화반응을 상세히 기재하고 있다. 사용된 촉매는 일반적으로 한 자리 또는 두 자리 아릴포스핀 리간드를 가지는 Ni(0) 또는 Ni(II) 착화합물이었다. 사용된 용매는 메탄올 및 에탄올과 같은 알콜, 및 디메틸포름아미드와 같은 쌍극성 비양성자성 용매였다. 그러나 이 방법은 시안 이온의 농도가 정확하게 조절된 경우에만 양호한 수율로 반응이 이루어진다. 아세톤은 치환되지 않은 클로로벤젠의 시안화반응에만 용매로 사용되었다. 이 경우, 58%의 전환율에서 선택도가 82%였고, 원하지 않는 커플링 생성물 (비페닐)이 10% 생성되었다. 산업적 규모로 실시할 방법으로는, 이들 값은 아주 좋지 않다. 그 후, 시안화물 농도가 더 높아지면 상기 촉매가 비가역적으로 시안화된다는 것이 밝혀졌다 (문헌 [Bull. Chem. Soc. Jpn. 61, 1985 (1988) and J. Organomet. Chem. 173, 335 (1979)]을 참조).
유럽 특허 공개 제384 392호는 염화니켈로부터 반응계내에서 제조된 촉매의 존재하에서 이루어지는 경우에 따라 할로겐-, 포르밀- 또는 트리플루오로메틸-치환된 클로로- 또는 브로모벤젠의 시안화반응을 기재하고 있다. 이 반응은 무수 저급 알콜 또는 쌍극성 비양성자성 용매에서 수행된다. 이 경우, 수율은 흔히 만족스럽지 않다. 많은 경우, 부반응으로 진행되는 탈할로겐화 반응으로 인해 더 불리하다. 바람직한 용매들은 산업적 규모로 취급될 수는 있지만, 아세토니트릴의 독성과 테트라히드로푸란의 페옥시드를 형성하는 경향으로 인해 많은 부담이 따른다.
2-티오-3-아미노-클로로벤젠의 경우, 국제 특허 공개 제96/11906호는 포스핀 니켈 촉매가 존재하는 비양성자성 극성 용매에서의 시안화반응을 기재하고 있다. 기질의 특정한 치환 유형을 언급하지 않더라도, 11 내지 22 몰%의 테르라키스-트리페닐-포스핀-니켈은 비경제적으로 높은 촉매량이다. 또한, 유럽 특허 공개 제613 720호도 상기 단점을 가지는 테트라히드로푸란을 바람직한 용매로 사용하는 방향족 니트릴의 제조 방법을 기재하고 있다.
따라서, 본 발명은 니켈(0) 및(또는) 니켈(II) 착화합물의 존재하에서 화학식 II의 클로로방향족을 시안화칼륨 및(또는) 시안화나트륨과 반응시키며, 탄소 원자가 4개 이상인 시클릭 또는 비(非)시클릭 케톤의 존재하에서 행하는 것을 특징으로 하는 화학식 I의 방향족 니트릴의 제조 방법을 제공한다.
Ar-CN
Ar-Cl
상기 식에서,
Ar은 치환된 페닐 또는 치환된 나프틸 또는 치환되었거나 치환되지 않은 비페닐, 융합된 3- 내지 5-원의 헤테로고리를 함유하는 치환되었거나 치환되지 않은 페닐, 또는 5 내지 10개의 고리 원을 함유하고 치환되었거나 치환되지 않은 헤트아릴을 나타내고, 여기서, 치환체는 C1-C12-알킬 (이 기는 자체적으로 1 내지 4개의 C1-C6-알콕시기로 치환될 수 있음), C1-C12-할로게노알킬, C1-C12-알콕시, C1-C12-할로게노알콕시, C1-C6-알킬술포닐, C1-C6-할로게노알킬술포닐, C1-C12-알킬카르보닐, C1-C12-알콕시카르보닐, 불소, 포르밀, 니트로 및 시아노로 구성되는 군으로부터 선택된 동일하거나 상이한 5개 이하의 치환체이다.
지금까지 사용된 쌍극성 비양성자성 용매와 비교하여, 본 발명에 따라 사용되는 케톤은 독성이 더 낮고 대기중의 산소에 대한 안정성이 더 높다는 장점이 있다. 치환되지 않은 클로로벤젠의 시안화반응을 위해 본 발명에 따른 방법을 사용할 경우, 아세톤의 경우에 비해 전환율이 더 높고 더 향상된 선택도가 얻어지며, 각 경우에 원하지 않는 커플링 생성물이 훨씬 더 적게 생성된다. 결론적으로, 본 발명에 따른 방법은 산업적 규모에서 보다 간단히 수행될 수 있고 공지의 방향족 니트릴 제조 방법에 비해 더 효과적이다.
할로게노알킬, 할로게노알콕시 및 할로게노알킬술포닐에 있어서, 할로겐은 예컨대 불소, 염소 또는 브롬을 나타낸다. 할로게노알킬, 할로게노알콕시 및 할로게노알킬술포닐은 할로겐 원자에 의해 하나 이상 또는 완전히 할로겐화될 수 있다.
융합된 3- 내지 5원의 헤테로고리를 가진 페닐의 경우, 여기에 융합된 부분은 예컨대 질소 및 산소로 구성되는 군으로부터 선택된 원자를 1 내지 3개 함유할 수 있다. 이의 예로는 벤조-1,3-디옥솔릴 (특히, 2,2-디플루오로벤조-1,3-디옥솔-5-일), 벤조-1,4-디옥시닐 (특히, 2,2,3,3,-테트라플루오로벤조-1,4-디옥시닐), 벤조푸릴, 2,3-디히드로벤조푸릴, 인돌릴 및 2,3-디히드로인돌릴이 있다.
예컨대, 5 내지 10개의 고리원을 함유하는 헤트아릴은 고리에 질소 및 산소로 구성되는 군으로부터 선택된 원자를 1 내지 4개 함유할 수 있으며, 이때 산소 원자는 최대 2개까지 존재한다.
이의 예로는 피리딜, 피리미딜, 푸리닐, 푸릴 및 옥사졸릴이 있다.
Ar은 바람직하게는 치환된 페닐이나 치환된 나프틸 또는 치환되었거나 치환되지 않은 비페닐, 융합된 3 내지 5원의 헤테로고리를 함유하는 치환되었거나 치환되지 않은 페닐, 또는 5 내지 10개의 고리원을 함유하고 치환되었거나 치환되지 않은 헤트아릴을 나타내고, 여기서 치환체는 C1-C8-알킬 (이 기는 자체적으로 1 내지 3개의 C1-C4-알콕시기로 치환될 수 있음), 불소 원자가 10개 이하인 C1-C8-플루오로알킬, 염소 원자가 10개 이하인 C1-C8-클로로알킬, 탄소 원자가 1 내지 8개이고 불소와 염소 원자의 총합이 10개 이하인 플루오로클로로알킬, C1-C8-알콕시, 불소 원자가 10개 이하인 C1-C8-플루오로알콕시, 염소 원자가 10개 이하인 C1-C8-클로로알콕시, 불소 원자와 염소 원자의 총합이 10개 이하인 C1-C8-플루오로클로로알콕시, C1-C4-알킬술포닐, 불소 원자가 5개 이하인 C1-C4-플루오로알킬술포닐, 염소 원자가 5개 이하인 C1-C4-클로로알킬술포닐, 탄소 원자가 1 내지 4개이고 불소 원자와 염소 원자의 총합이 5개 이하인 플루오로클로로알킬술포닐, C1-C4-알킬카르보닐, C1-C4-알콕시카르보닐, 불소, 포르밀, 니트로 또는 시아노이다.
특히 바람직하게는 Ar은 불소 원자 1 내지 3개, C1-C2-플루오로알킬기 1 내지 2개, C1-C2-플루오로알콕시기 1 내지 2개, C1-C2-플루오로알킬술포닐기 1 내지 2개 또는 포르밀기 포르밀기 1 내지 2개, 및 경우에 따라서 C1-C4-알킬기 1 내지 2개로 더 치환된 페닐을 나타낸다.
본 발명에 따라 사용되는 시클릭 또는 비시클릭 케톤은 바람직하게는 탄소 원자수가 4 내지 13개인 것들이다. 이들의 예로는 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 디에틸 케톤, 시클로펜탄온, 시클로헥산온 및 디시클로헥실 케톤이 있다. 특히 바람직한 것은 메틸 에틸 케톤이다. 보편적으로, 케톤은 형성되는 화학식 I의 니트릴과 비점이 20℃ 이상 차이나는 것을 택한다.
본 발명에 따라 사용되는 케톤은 예컨대 클로로방향족 1 몰을 기준으로 50 내지 2000 ㎖, 바람직하게는 100 내지 500 ㎖의 양으로 사용될 수 있다.
적합한 니켈(0) 및 니켈(II) 착화합물은 예컨대 화학식 (III)의 촉매 활성 화합물이다.
NiL1L2L3 nL4 m
상기 식에서,
i) n 및 m은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고,
L1, L2, L3및 L4는 서로 독립적으로 포스핀 리간드 PQ3(여기서, Q는 각각 서로 독립적으로 C1-C8-알킬, C3-C8-시클로알킬이거나, 경우에 따라 C1-C8-알킬-, C1-C4-히드록시알킬-, C1-C6-알콕시-, 디-C1-C4-알킬아미노-C1-C4-알킬-, 불소-, 히드록시술포닐- 또는 디-C1-C4-알킬아미노로 치환된 페닐을 나타냄)를 나타내거나,
L1및 L2및(또는) L3및 L4가 함께 두 자리 포스핀 리간드 Q2P-W-PQ2(여기서, Q는 상기와 같고, W는 Q가 페닐인 경우에 대해 상기된 치환체들 중 하나로 1회 치환되었거나 치환되지 않은 C1-C8-알킬렌 또는 페로세닐을 나타냄)를 나타내고, 또는
ii) n 및 m은 각각 1이고,
L1및 L2는 함께 두 자리 포스핀 리간드 Q1Q2P-W1-PQ3Q4(여기서, Q1, Q2, Q3및 Q4는 서로 독립적으로 할로겐-, C1-C4-알킬-, C1-C4-할로게노알킬-, 시아노-, 아미노-, C1-C4-알킬-아미노-, 디-C1-C4-알킬-아미노-, C1-C4-알콕시- 또는 C1-C4-알킬티오로 치환된 페닐 또는 5 내지 10개의 고리원과 N, O 및(또는) S 원자를 함유하는 헤트아릴을 나타내고, W1는 메탈로센 이가 라디칼, C3-C8-알킬렌 또는 -Ar1-(R)p-Ar1- 기를 나타내고, Ar1은 페닐, 또는 5 내지 10개의 고리원과 N, O 및(또는) S 원자를 함유하는 헤트아릴을 나타내고, p는 0 또는 1이고, R은 경우에 따라 산소 및 황으로 구성되는 군으로부터 선택된 1 내지 3개의 이종원자가 삽입된 C1-C8-알킬렌을 나타냄)를 나타내고,
L3는 C1-C4-알킬을 나타내거나, 경우에 따라 C1-C8-알킬, C1-C8-알콕시, C1-C8-알킬티오, C1-C8-할로게노알킬, C1-C8-할로게노알콕시, 할로겐, 시아노, 포르밀, C1-C8-알킬카르보닐, C1-C8-알콕시카르보닐에 의해 서로 독립적으로 단치환 내지 오치환된 페닐, 페닐카르보닐, 페녹시, 페녹시카르보닐 또는 페닐-C1-C4-알킬을 나타내고,
L4는 염소, 브롬, 요오드 또는 C1-C4-알킬을 나타내거나, 경우에 따라 5 내지 10개의 고리원과 N, O 및(또는) S 원자를 함유하는 C1-C4-알킬로 치환된 아릴 또는 헤트아릴을 나타내거나,
L3및 L4가 함께 디엔 R1-CH-(CH2)q-CH=CH-R2(여기서, q는 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, R1및 R2는 서로 독립적으로 C1-C4-알킬을 나타내거나 함께 C1-C4-알킬렌을 나타냄)을 나타낸다.
W1이 메탈로센 이가 라디칼이라면, 페로센이 바람직하다.
화학식 III에 대한 정의에서, 아릴은 예컨대 페닐 또는 나프틸을 나타내고 헤테로아릴은 예컨대 티에닐, 피리딜, 푸릴, 피롤릴, N-(C1-C4-알킬)-피롤릴 또는 티아졸릴을 나타낸다.
화학식 III의 니켈 화합물로는 트리스-트리페닐포스핀-니켈이 특히 적합하다.
본 발명에 따른 방법을 행하기에 적합한 니켈 화합물의 제법은 예컨대 국제 특허 공개 제96/11906호, 유럽 특허 공개 제613 720호, 유럽 특허 공개 제384 392호 및 이들 문헌에서 참고로 인용한 문헌에 기재되어 있다.
예컨대 본 발명에 따른 방법에서는 화학식 II의 클로로방향족 1 몰 당 각각 시안화나트륨 및(또는) 시안화칼륨을 0.95 내지 1.5 몰, 바람직하게는 1.0 내지 1.2 몰, 니켈 착화합물을 0.001 내지 0.1 몰, 바람직하게는 0.005 내지 0.1 몰 사용할 수 있다.
반응은 예컨대 40 내지 120℃, 바람직하게는 50 내지 100℃에서 수행된다.
본 발명에 따른 방법은 일반적으로 대기압하에서 수행된다. 또한 감압이나 승압하에서 조작할 수도 있다.
본 발명에 따른 한 가지 유리한 변법에서는, 필요할 경우 과량의 착화합물 리간드가 존재하는 상태에서, 본 발명에 따라 사용되는 용매 중에서 시안화반응의 직전에 마그네슘, 아연 또는 망간과 같은 비천 금속을 이용한 환원에 의해 니켈(II) 전구체로부터 제조한 니켈(0) 착화합물을 사용한다.
특히 바람직한 변법에서는, 무수 디메틸포름아미드 중에서 무수 니켈 디클로라이드와 트리페닐포스핀으로부터 비스-트리페닐포스핀-니켈 디클로라이드를 우선 제조한다. 그 다음 감압하에서 용매를 증류 제거하여 본 발명에 따른 용매 중의 반응에 사용되는 무수 니켈(II) 착화합물을 얻는다. 활성 아연 분말 및 트리페닐포스핀을 가하여 활성화된 니켈 촉매를 생성한다. 그 다음, 클로로방향족을 가하고 혼합물을 교반하고, 알칼리 금속 시안화물을 가한 다음 가열한다.
반응후에 존재하는 반응 혼합물의 마무리 처리는 예컨대, 여과에 의한 고체 성분의 제거, 본 발명에 따라 사용된 케톤과 같은 유기 용매를 사용한 여과 케이크의 세척, 유기상의 취합 및 증류에 의한 이들의 마무리 처리에 의해 행할 수 있다.
아세톤 중에서의 시안화칼륨에 의한 클로로벤젠의 시안화반응은 비교적 만족스럽지 않았으나 (상기를 참조), 탄소 원자가 4개 이상인 케톤을 사용할 경우 놀랍게도 반응이 양호한 수율로 진행한다는 것을 발견하였다. 또한, 동일한 촉매 농도 및 반응시간으로 본 발명에 따라 케톤을 사용한 경우, 대개 전환율이 상당히 더 높았다. 끝으로, 비페닐형의 바람직하지 않은 커플링 생성물의 형성은 실질적으로 더 낮다.
<실시예 1>
비스-트리페닐포스핀-니켈 디클로라이드 (촉매 전구체)의 제조
디메틸포름아미드 (DMF) 200 ㎖ 중에 수분 함량이 낮은 니켈 디클로라이드 (칼-피셔의 측정에 따라 물 0.31 중량%)와 트리페닐포스핀 122.5 g으로 된 혼합물을 질소 대기하의 환류에서 90분간 비등시켰다. 그 다음 감압하에서 용매를 증류 제거하였다. 이로써, DMF 19.6 g을 함유하고 공기에 안정하지만 습기에 민감한 고체로 된 NiCl2(PPh3)2172.2 g을 생성하였다. 추가로 농축시켜 역시 공기에 안정하지만 습기에는 민감하고 실질적으로 DMF가 없는 녹색 고체 156.5 g을 생성하였다.
(DMF를 함유하거나 DMF를 함유하지 않는) 두가지 생성물은 촉매 조성물 Ni(PPh3)3을 그자리에서 제조하기 위한 전구체로서 성공적으로 사용될 수 있다. DMF가 없는 생성물을 사용할 경우, 화학식 II의 클로로방향족이 약 10% 더 전환되는 것으로 관찰되었다.
<실시예 2>
4-트리플루오로메탄술포닐벤조니트릴의 제조
a) 메틸 에틸 케톤 (MEK)에서의 본 발명에 따른 방법
질소 대기하에서, 비스-트리페닐포스핀-니켈 디클로라이드 4 g, 트리페닐포스핀 3 g 및 MEK 100 ㎖의 혼합물을 실온에서 10분간 교반하였다. 그 다음 활성 아연 분말 1.2 g을 가하고, 반응 혼합물을 70℃에서 30분간 교반하였다. 이어서, 혼합물을 25℃로 냉각하도록 두고, MEK 50 ㎖ 중의 4-클로로-트리플루오로메탄술포닐벤젠 92 g으로 된 용액을 적가하였다. 혼합물을 10분간 교반한 다음, 시안화나트륨 18.5 g을 가하고 반응 혼합물을 20시간 동안 65 내지 70℃에서 교반하였다. 이 시간 후의 전환율은 98%를 넘었다 (GC로 관측). 실온으로 냉각시킨 후, 혼합물을 여과하고, 고체 여과 잔류물을 각각 MEK 30 ㎖로 2번 세척하고 합한 유기상을 감압하에서 농축시켰다. 30 cm 비그렉스 (Vigreux) 칼럼과 가열된 증류 브릿지를 통해 감압하에서 분획시켜 백색 고체로 된 4-트리플루오로메탄술포닐벤조니트릴 (0.2 mbar에서 비점: 115℃) 76 g (이론치의 85%)을 생성하였다. 커플링 생성물의 형성은 관찰되지 않았다.
b) 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK)에서 본 발명에 따른 방법
MIBK 150 ㎖ 중의 4-클로로트리플루오로메탄술포닐벤젠 110 g을 사용하여 방법 a)를 반복하여 4-트리플루오로메탄술포닐벤조니트릴 62.1 g (이론치의 59%)을 생성하였다. 20시간 후의 전환율은 약 71%였다 (GC로 관측시). 커플링 생성물의 형성은 관찰되지 않았다.
c) 비교예
MEK 대신 같은 부피의 DMF를 사용하여 방법 a)를 반복하였다. 20시간 후, 가스 크로마토그래피로 관측한 결과, 원하는 4-트리플루오로메탄술포닐벤조니트릴로 단지 15%만 전환되었다.
<실시예 3>
4-트리플루오로메톡시벤조니트릴의 제조
a) MEK 중에서 본 발명에 따른 방법
질소 대기하에서, 비스-트리페닐포스핀-니켈 디클로라이드 6.5 g, 트리페닐포스핀 5 g 및 MEK 120 ㎖의 혼합물을 실온에서 10분간 교반하였다. 그 다음, 활성 아연 분말 1.9 g을 가하고, 반응 혼합물을 70℃에서 30분간 교반하였다. 이어서, 혼합물이 25℃로 냉각되게 두고, 1-클로로-4-트리플루오로메톡시벤젠 93.25 g을 적가하였다. 혼합물을 10분간 교반하고, 시안화나트륨 24 g을 가하고, 반응 혼합물을 65 내지 70℃에서 20시간 동안 교반하였다. 전환율은 약 75%였다 (GC로 관측시). 실온으로 냉각시킨 후, 혼합물을 여과하고, 고체 여과 잔류물을 MEK 50 ㎖로 2번 세척하고 합한 유기상을 감압하에서 농축시켰다. 진공 증류하여 무색 액체 (120 mbar에서의 비점: 80℃)로 된 4-트리플루오로메톡시벤조니트릴 58.5 g (이론치의 66%)을 생성하였다. 커플핑 생성물 2.6%를 형성하였다.
b) 비교예
MEK 대신에 동일 부피의 아세토니트릴을 사용하여 방법 a)를 반복하였다. 동일한 반응시간 후, 단지 약 35%만이 전환되었다 (GC로 관측). 마무리 처리하여 트리플루오로메톡시벤조니트릴 29 g (이론치의 32.5%)을 생성하였다.
<실시예 4>
5-플루오로-2-메틸벤조니트릴의 제조
a) MEK에서 본 발명에 따른 방법
실시예 3의 방법에 의해, MEK 100 ㎖ 중의 2-클로로-4-플루오로톨루엔 72.5 g이 5-플루오로-2-메틸벤조니트릴 (30 mbar에서 비점: 110℃) 46.7 g (이론치의 68%)을 생성하였다. 20시간 후, 약 80%가 전환되었다 (GC로 관측). 1.2%의 커플링 생성물이 형성되었다.
b) 비교예
MEK 대신 같은 부피의 테트라히드로푸란을 사용하여 방법 a)를 반복하였다. 동일한 반응시간 후, 단지 약 44%만이 전환되었다. 마무리 처리하여 5-플루오로-2-메틸벤조니트릴 26.1 g (이론치의 38%)을 생성하였다.
<실시예 5>
4-시아노-2-트리플루오로메틸벤즈알데히드의 제조
디에틸 케톤 100 ㎖ 중의 4-클로로-2-트리플루오로메틸벤즈알데히드 68 g을 실시예 3의 방법으로 처리하고, 단경로 (short-path) 증류한 후, 무색 고체로 된 4-시아노-2-트리플루오로메틸벤즈알데히드 (0.5 mbar에서 비점: 95℃) 41.2 g (이론치의 63.4%)을 생성하였다. 20시간 후, 거의 완전히 전환되었다 (GC로 관측시 96%). 커플링 생성물 5%가 형성되었다.
<실시예 6>
3-플루오로-2-메틸벤조니트릴의 제조
시클로헥산온 100 ㎖ 중의 2-클로로-6-플루오로톨루엔 72.25 g을 실시예 3의 방법으로 처리하여, 3-플루오로-2-메틸벤조니트릴 (50 mbar에서 비점: 104℃) 46.2 g (이론치의 68.5%)을 생성하였다. 20시간 후, 약 90%가 전환되었다 (GC로 관측). 커플링 생성물 2%가 형성되었다.
<실시예 7>
4-트리플루오로메틸벤조니트릴의 제조
MEK 200 ㎖ 중의 4-클로로벤조트리플루오라이드 180.5 g을 실시예 3의 방법으로 처리하고, 30 cm 비그렉스 칼럼 및 가열 증류 브릿지를 통해 분획시켜, 무색 고체로 된 4-트리플루오로메틸벤조니트릴 136.6 g (이론치의 79%)을 생성하였다. 커플링 생성물 2.2%가 형성되었다.
<실시예 8>
3,5-비스-(트리플루오로메틸)-벤조니트릴의 제조
에틸 메틸 케톤 120 ㎖ 중의 1-클로로-3,5-비스-(트리플루오로메틸)-벤젠 124 g을 실시예 3의 방법에 따라 처리하여, 3,5-비스-(트리플루오로메틸)벤조니트릴 (45 mbar에서의 비점: 88℃) 61.4 g (이론치의 51.2%)을 생성하였다. 20시간 후, 약 60%가 전환되었다. 커플링 생성물 4.5%가 형성되었다.
<실시예 9>
3-디에톡시메틸-벤조니트릴의 제조
MEK 100 ㎖ 중의 3-클로로-디에톡시메틸-벤젠 107.25 g을 실시예 3a)의 방법으로 처리하여, 3-디에톡시메틸-벤조니트릴 (0.5 bar에서 비점: 110℃) 83.3 g (이론치의 81.2%)을 생성하였다. 4시간 후, 95%가 전환되었다.

Claims (10)

  1. 니켈(0) 및(또는) 니켈(II) 착화합물의 존재하에서 화학식 II의 클로로방향족을 시안화칼륨 및(또는) 시안화나트륨과 반응시키며, 탄소 원자가 4개 이상인 시클릭 또는 비(非)시클릭 케톤의 존재하에서 행하는 것을 특징으로 하는 화학식 I의 방향족 니트릴의 제조 방법.
    <화학식 I>
    Ar-CN
    <화학식 II>
    Ar-Cl
    상기 식에서,
    Ar은 치환된 페닐 또는 치환된 나프틸 또는 치환되었거나 치환되지 않은 비페닐, 융합된 3- 내지 5-원의 헤테로고리를 함유하는 치환되었거나 치환되지 않은 페닐, 또는 5 내지 10개의 고리 원을 함유하고 치환되었거나 치환되지 않은 헤트아릴을 나타내고, 여기서, 치환체는 C1-C12-알킬 (이 기는 자체적으로 1 내지 4개의 C1-C6-알콕시기로 치환될 수 있음), C1-C12-할로게노알킬, C1-C12-알콕시, C1-C12-할로게노알콕시, C1-C6-알킬술포닐, C1-C6-할로게노알킬술포닐, C1-C12-알킬카르보닐, C1-C12-알콕시카르보닐, 불소, 포르밀, 니트로 및 시아노로 구성되는 군으로부터 선택된 동일하거나 상이한 5개 이하의 치환체이다.
  2. 제1항에 있어서, 식 중 Ar이 치환된 페닐 또는 치환된 나프틸 또는 치환되었거나 치환되지 않은 비페닐, 융합된 3 내지 5원의 헤테로고리를 함유하는 치환되었거나 치환되지 않은 페닐, 또는 5 내지 10개의 고리원을 함유하고 치환되었거나 치환되지 않은 헤트아릴을 나타내고, 여기서 치환체는 C1-C8-알킬 (이 기는 자체적으로 1 내지 3개의 C1-C4-알콕시기로 치환될 수 있음), 불소 원자가 10개 이하인 C1-C8-플루오로알킬, 염소 원자가 10개 이하인 C1-C8-클로로알킬, 탄소 원자가 1 내지 8개이고 불소와 염소 원자의 총합이 10개 이하인 플루오로클로로알킬, C1-C8-알콕시, 불소 원자가 10개 이하인 C1-C8-플루오로알콕시, 염소 원자가 10개 이하인 C1-C8-클로로알콕시, 불소 원자와 염소 원자의 총합이 10개 이하인 C1-C8-플루오로클로로알콕시, C1-C4-알킬술포닐, 불소 원자가 5개 이하인 C1-C4-플루오로알킬술포닐, 염소 원자가 5개 이하인 C1-C4-클로로알킬술포닐, 탄소 원자가 1 내지 4개이고 불소 원자와 염소 원자의 총합이 5개 이하인 플루오로클로로알킬술포닐, C1-C4-알킬카르보닐, C1-C4-알콕시카르보닐, 불소, 포르밀, 니트로 또는 시아노로 구성되는 군으로부터 선택된 동일하거나 상이한 4개 이하의 치환체인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 식 중 Ar이 불소 원자 1 내지 3개, C1-C2-플루오로알킬기 1 내지 2개, C1-C2-플루오로알콕시기 1 내지 2개, C1-C2-플루오로알킬술포닐기 1 내지 2개 또는 포르밀기 1 내지 2개, 및 경우에 따라 추가로 C1-C4-알킬기 1 내지 2개로 치환된 페닐인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 시클릭 또는 비시클릭 케톤이 탄소 원자 4 내지 13개를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 케톤이 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 디에틸 케톤, 시클로펜탄온, 시클로헥산온 및 디시클로헥실 케톤으로 구성되는 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 니켈(0) 및 니켈(II) 착화합물이 화학식 (III)의 촉매 활성 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
    <화학식 III>
    NiL1L2L3 nL4 m
    상기 식에서,
    i) n 및 m은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고,
    L1, L2, L3및 L4는 서로 독립적으로 포스핀 리간드 PQ3(여기서, Q는 각각 서로 독립적으로 C1-C8-알킬, C3-C8-시클로알킬이거나, 경우에 따라 C1-C8-알킬-, C1-C4-히드록시알킬-, C1-C6-알콕시-, 디-C1-C4-알킬아미노-C1-C4-알킬-, 불소-, 히드록시술포닐- 또는 디-C1-C4-알킬아미노로 치환된 페닐을 나타냄)를 나타내거나,
    L1및 L2및(또는) L3및 L4가 함께 두 자리 포스핀 리간드 Q2P-W-PQ2(여기서, Q는 상기와 같고, W는 Q가 페닐인 경우에 대해 상기된 치환체들 중 하나로 1회 치환되었거나 치환되지 않은 C1-C8-알킬렌 또는 페로세닐을 나타냄)를 나타내고, 또는
    ii) n 및 m은 각각 1이고,
    L1및 L2는 함께 두 자리 포스핀 리간드 Q1Q2P-W1-PQ3Q4(여기서, Q1, Q2, Q3및 Q4는 서로 독립적으로 할로겐-, C1-C4-알킬-, C1-C4-할로게노알킬-, 시아노-, 아미노-, C1-C4-알킬-아미노-, 디-C1-C4-알킬-아미노-, C1-C4-알콕시- 또는 C1-C4-알킬티오로 치환된 페닐 또는 5 내지 10개의 고리원과 N, O 및(또는) S 원자를 함유하는 헤트아릴을 나타내고, W1는 메탈로센 이가 라디칼, C3-C8-알킬렌 또는 -Ar1-(R)p-Ar1- 기를 나타내고, Ar1은 페닐, 또는 5 내지 10개의 고리원과 N, O 및(또는) S 원자를 함유하는 헤트아릴을 나타내고, p는 0 또는 1이고, R은 경우에 따라 산소 및 황으로 구성되는 군으로부터 선택된 1 내지 3개의 이종원자가 삽입된 C1-C8-알킬렌을 나타냄)를 나타내고,
    L3는 C1-C4-알킬을 나타내거나, 경우에 따라 C1-C8-알킬, C1-C8-알콕시, C1-C8-알킬티오, C1-C8-할로게노알킬, C1-C8-할로게노알콕시, 할로겐, 시아노, 포르밀, C1-C8-알킬카르보닐, C1-C8-알콕시카르보닐에 의해 서로 독립적으로 단치환 내지 오치환된 페닐, 페닐카르보닐, 페녹시, 페녹시카르보닐 또는 페닐-C1-C4-알킬을 나타내고,
    L4는 염소, 브롬, 요오드 또는 C1-C4-알킬을 나타내거나, 경우에 따라 C1-C4-알킬로 치환된 아릴 또는 5 내지 10개의 고리원과 N, O 및(또는) S 원자를 함유하는 헤트아릴을 나타내거나,
    L3및 L4가 함께 디엔 R1-CH-(CH2)q-CH=CH-R2(여기서, q는 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, R1및 R2는 서로 독립적으로 C1-C4-알킬을 나타내거나 함께 C1-C4-알킬렌을 나타냄)을 나타낸다.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각 화학식 II의 클로로방향족 1 몰 당 시안화나트륨 및(또는) 시안화칼륨을 0.95 내지 1.5 몰, 니켈 착화합물을 0.001 내지 0.1 몰 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 반응을 40 내지 120℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 용매 중에서 시안화반응 직전에 니켈(II) 전구체로부터 환원에 의해 제조된 니켈(0) 착화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 반응 후에 존재하는 반응 혼합물을, 고체 성분을 여과 제거하고, 유기 용매로 여과 케이크를 세척하고, 유기상을 합하고 이들을 증류처리로 마무리함으로써 마무리 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
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