KR20010020783A - 아미노산의 환식 무수물 또는 히단토인의 제조 방법 - Google Patents

아미노산의 환식 무수물 또는 히단토인의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20010020783A
KR20010020783A KR1020000022339A KR20000022339A KR20010020783A KR 20010020783 A KR20010020783 A KR 20010020783A KR 1020000022339 A KR1020000022339 A KR 1020000022339A KR 20000022339 A KR20000022339 A KR 20000022339A KR 20010020783 A KR20010020783 A KR 20010020783A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
compound
aryl
alkyl
palladium
Prior art date
Application number
KR1020000022339A
Other languages
English (en)
Inventor
미카엘 슬라니
미카엘 슐츠
마르틴 섀퍼
에드가르 첼러
클라우스 에벨
Original Assignee
스타르크, 카르크
바스프 악티엔게젤샤프트
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
Application filed by 스타르크, 카르크, 바스프 악티엔게젤샤프트 filed Critical 스타르크, 카르크
Publication of KR20010020783A publication Critical patent/KR20010020783A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D263/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings
    • C07D263/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings not condensed with other rings
    • C07D263/08—Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D233/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/54—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/66—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D233/72—Two oxygen atoms, e.g. hydantoin
    • C07D233/76—Two oxygen atoms, e.g. hydantoin with substituted hydrocarbon radicals attached to the third ring carbon atom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Abstract

전이 금속 촉매의 존재하에 알데히드 R-CHO를 CO 및 하기 화학식 2의 화합물과 반응시켜 하기 화학식 1의 화합물을 제공하는 것을 포함하는, 하기 화학식 1의 화합물의 제조 방법이 기재되어 있다.
식 중, R은 각각의 경우에 비치환 또는 치환된 알킬 또는 아릴이고, R3은 수소, 각각의 경우에 비치환 또는 치환된 알킬 또는 아릴이고, X는 O 또는 NH이다.
식 중, R2는 반응 동안 형성된 -CO2H기와 폐환 반응하는 기이다.

Description

아미노산의 환식 무수물 또는 히단토인의 제조 방법{Process for preparing hydantoins or cyclic anhydrides of an amino acid}
본 발명은 아미노산의 환식 무수물 또는 히단토인의 제조 방법에 관한 것이다. 이들 화합물들은 필수 아미노산, 예를 들어 메티오닌을 제조하기 위한 중간체로서 중요하다.
전이 금속 화합물의 존재하에 알데히드를 카르복사미드 및 일산화탄소와 반응시킴으로써 N-아실글리신 유도체를 촉매접촉 제조하는 방법은 다음과 같이 공지되어 있다.
이러한 제조 방법은 와까마쯔 (Wakamatsu) 등에 의해 처음 기술되었다 (DE-A-2115985). 이 반응은 CO/H2몰비가 3:1인 CO/수소 기체의 존재하에 수행된다. 촉매로는 코발트 옥타카르보닐을 반응 혼합물 1 리터 당 Co 금속 30 mmol의 농도로 사용하였다.
EP 0 338 330호에는 촉매로서 팔라듐 화합물과 이온성 할로겐화물의 혼합물을 사용하여 N-아실글리신 유도체를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이 반응은 120 bar의 압력 및 120 ℃의 온도에서 수행된다.
DE-19629717호에는 카르복사미드 (아세트아미드) 및 알데히드의 아미도카르보닐화용 촉매계 (조성: PdBr2/PPh3/LiCl/H2SO4)가 기재되어 있다. 이 반응은 60 bar의 CO압 및 80 ℃의 온도에서 수행된다.
이제까지 DL-메티오닌의 공업적 제조는 아크롤레인을 출발 물질로 하여 그에 메틸메르캅탄을 기재-촉매 방식으로 첨가하여 메틸티오프로피온알데히드 (메티오날)를 제공하는 3 단계로 수행되었다 [K. Weissermel, H.-J. Arpe, Industrielle Organische Chemie (Industrial Organic Chemistry), 4th Edition (1994), pages 312-313].
알데히드는 90 ℃에서 NaCN 수용액 및 중탄산암모늄 수용액과 반응하여 히단토인을 제공한다. 마지막 단계에서, 이 화합물은 180 ℃에서 가압하에 NaOH를 사용하여 유리 DL-메티오닌으로 전환되고, H2SO4를 사용하여 산성화된다.
본 발명의 목적은 용이하게 입수할 수 있는 출발 물질로부터 출발하여 필수 아미노산, 특히 메티오닌의 효능있는 전구체인 아미노산의 환식 무수물, 또는 히단토인 또는 그의 유도체를 간단하게 합성하는 방법을 개발하는 것이다.
본 발명자들은 이 목적이, 전이 금속 촉매의 존재하에 알데히드 R-CHO를 CO 및 하기 화학식 2의 화합물과 반응시켜 하기 화학식 1의 화합물을 제공하는 것을 포함하는, 하기 화학식 1의 화합물의 제조 방법에 의해 달성됨을 밝혀내었다.
<화학식 1>
식 중, R은 각각의 경우에 비치환 또는 치환된 알킬 또는 아릴이고, R3은 수소, 각각의 경우에 비치환 또는 치환된 알킬 또는 아릴이고, X는 O 또는 NH이다.
<화학식 2>
식 중, R2는 반응 동안 형성된 -CO2H기와 폐환 반응하는 기이다.
R2는 바람직하게는 -NH2, -OR' (여기서, R'는 알킬 또는 아릴, 특히 C1-C6-알킬 또는 페닐임) 또는 -O-NH+ 4이다.
R은 바람직하게는 C1-C6-알킬 (여기서, 알킬 라디칼은 관능기, 예를 들어 -OCH3, -S-CH3, -NH2를 지닐 수 있음), 특히 -CH2Ph, -CH2CH(CH3)2, -CH(CH3)-CH2-CH3, -CH2-CH2-S-CH3, -(CH2)4-NH2, 또는 페닐이다.
본 발명에 따른 방법은 하기 반응식 1로서 나타낼 수 있다.
이 방법은 출발물질이 알데히드이고, 공업적으로 대규모로 이용가능하고 값이 저렴한 원료 물질, 예를 들어 우레아 및 CO를 사용하여, 히단토인을 제조할 수 있고, 또한 합성시 폐기되어야 하는 염이 전혀 생성되지 않는다는 잇점을 갖는다. 이러한 합성은 원-탑 (one-top) 방법으로서 수행될 수 있다.
합성의 한 경로는 하기 반응식으로 나타낼 수 있다:
식 중, R은 알킬, 특히 CH2Ph, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)CH2CH3, CH(CH3)2, 관능화 알킬 라디칼, 특히 CH2-CH2-SMe, (CH2)4NH2, 아릴이다.
놀랍게도, 전이 금속 촉매 존재하의 우레아와 알데히드의 반응에서 아미도카르보닐화를 통해 히단토인이 성공적으로 제공된다는 것이 밝혀졌다.
적합한 촉매로는 금속 Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir 또는 Pt로서 그 자체로 공지된 전이 금속 촉매가 있다.
사용되는 촉매는 바람직하게는 팔라듐 화합물, 이온성 할로겐화물 및 산의 혼합물이어서, 전체 공정에 있어서 히단토인이 98%까지의 선택도로 얻어질 때 아미드의 전환률은 100%이다.
팔라듐(II) 화합물, Pd(0) 화합물 또는 팔라듐 포스판 착체가 팔라듐 화합물로서 사용하기에 적합하다. Pd(II) 화합물의 예로는 팔라듐 아세테이트, 팔라듐 할라이드, 팔라듐 니트라이트, 팔라듐 카보네이트, 팔라듐 케토네이트, 팔라듐 아세틸아세토네이트 및 알릴팔라듐 화합물이 있다. 특히 바람직한 대표화합물로는 PdBr2, PdCl2, Li2PdBr4, Li2PdCl4및 Pd(OAc)2가 있다.
Pd(0) 화합물의 예로는 팔라듐 포스핀 및 팔라듐 올레핀 착체가 있다. 특히 바람직한 대표화합물로는 팔라듐 벤질리덴 착체 및 Pd(PPh3)4가 있다.
비스포스핀팔라듐(II) 착체는 팔라듐 포스핀 착체로서 특히 유용한 것으로 밝혀졌다. 이 착체는 그 자체로 사용되거나, 또는 포스판, 예를 들어 트리페닐포스판, 트리톨릴포스판, 비스(디페닐포스피노)에탄, 1,3-비스(디페닐포스피노)프로판, 1,4-비스(디페닐포스피노)부탄을 첨가하여 팔라듐(II) 화합물, 예를 들어 PdBr2, PdCl2또는 Pd(OAc)2로부터의 반응 혼합물로 형성될 수 있다.
비스트리페닐포스피노팔라듐(II) 브로마이드 또는 클로라이드가 특히 바람직하다.
하나 이상의 키랄 중심을 지닌 올레핀을 사용하면, 이성체가 순수하거나 또는 거울상이성체가 풍부한 생성물을 생성하는 반응이 가능해진다.
사용되는 팔라듐 화합물의 양이 특히 중요하지는 않다. 본 발명에 따른 방법의 경우, 팔라듐 화합물의 양 (팔라듐 금속에 대해 산출됨)은 아미드를 기준으로 0.0001 내지 5 몰%, 특히 0.05 내지 2 몰%이면 충분한 것으로 밝혀졌다.
사용된 이온성 할로겐화물은 예를 들어, 포스포늄 브롬화물 또는 포스포늄 요오드화물, 예를 들어 테트라부틸포스포늄 브롬화물 또는 테트라부틸포스포늄 요오드화물, 및 또한 암모늄, 리튬, 나트륨 및 칼륨의 염화물, 브롬화물 및 요오드화물일 수 있다. 바람직한 할로겐화물은 브롬화물 및 염화물이다. 이온성 할로겐화물은 아미드를 기준으로 1 내지 50 몰%, 특히 20 내지 40 몰%의 양으로 사용된다.
사용되는 산은 pKa가 5 미만 (물에 대한 상대값)인 유기 및 무기 화합물일 수 있다. 즉, p-톨루엔술폰산, 헥사플루오로프로판산 또는 트리플루오로아세트산과 같은 유기산, 및 황산 또는 인산과 같은 무기산 외에도, 암베리스트 (Amberlyst) 또는 나피온 (Nafion)과 같은 이온 교환 수지도 사용할 수 있다. 황산이 특히 바람직하다. 산은 아미드를 기준으로 0.1 내지 20 몰%, 특히 0.5 내지 5 몰의 양으로 사용하는 것이 유리하다.
바람직한 용매는 이극성 비양성자성 용매이다. 그 예로는 술폭시드 및 술폰, 예를 들어 디메틸 술폭시드, 디이소프로필 술폰 또는 테트라히드로티오펜 2,2-디옥시드, 2-메틸술폴란, 3-메틸술폴란, 2-메틸-4-부틸술폴란; 에스테르, 예컨대 메틸 아세테이트 및 부티롤락톤; 케톤, 예컨대 아세톤 또는 메틸 이소부틸 케톤; 에테르, 예컨대 테트라히드로푸란, 아니솔, 2,5,8-트리옥사노난, 디옥산, 디페닐 에테르 및 디이소프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르; 아미드, 예컨대 디메틸아세트아미드, DMF 및 N-메틸피롤리돈; 니트릴, 예컨대 아세토니트릴; 및 카르복실산이 있다.
반응은 일반적으로 0.1 내지 200 bar, 바람직하게는 2 내지 100 bar의 압력 및 20 내지 200 ℃, 바람직하게는 50 내지 150 ℃의 온도에서 수행된다.
아미도카르보닐화를 통해 아미노산 또는 아미노산의 환식 무수물을 제조하는 또다른 합성 경로는 다음과 같이 CO 및 전이 금속 촉매의 존재하에 우레탄을 알데히드와 반응시키는데 있다:
식 중, R은 알킬, 특히 CH2Ph, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)CH2CH3, CH(CH3)2, 관능화 알킬 라디칼, 특히 CH2-CH2-SMe, (CH2)4NH2, 아릴이고, R'는 알킬, 아릴이다.
상기 방법은 출발물질이 알데히드이고, 공업적으로 대규모로 이용가능하고 가격이 저렴한 우레탄 및 CO를 원료로 사용하여, 아미노산 또는 아미노산의 환식 무수물을 제조할 수 있고, 또한 합성시에 폐기되어야 하는 염이 전혀 생성되지 않는다는 잇점을 갖는다.
놀랍게도, 전이 금속 촉매 존재하의 우레탄과 알데히드와의 반응에서 아미노산 또는 아미노산의 환식 무수물로의 아미도카르보닐화가 성공적이라는 것이 밝혀졌다.
아미도카르보닐화에 의한 히단토인의 제조를 위한 제3의 합성 경로는 다음과 같이 CO 및 전이 금속 촉매의 존재하에 암모늄 카르바메이트 (우레아의 전구체)를 알데히드와 반응시키는데 있다:
식 중, R은 알킬, 특히 CH2Ph, CH2CH(CH3)2, CH(CH3)CH2CH3, CH(CH3)2, 관능화 알킬 라디칼, 특히 CH2-CH2-SMe, (CH2)4NH2, 아릴이다.
이 방법은 출발물질이 알데히드이고, 공업적으로 대규모로 이용가능하고 가격이 저렴한 암모늄 카르바메이트 (우레아 전구체) 및 CO를 원료로 사용하고, 물을 제거하여 히단토인을 제조할 수 있고, 또한 합성시에 폐기되어야 하는 염이 전혀 생성되지 않는다는 잇점을 갖는다.
놀랍게도, 전이 금속 촉매 존재하의 암모늄 카르바메이트 (우레아 전구체)와 알데히드의 반응에서 물을 제거함으로써 히단토인으로의 아미도카르보닐화가 성공적이라는 것이 밝혀졌다.
<실시예>
우레아의 아미도카르보닐화를 통한 메티오닌의 합성
1) 우레아를 사용한 메티오날의 아미도카르보닐화
<아미도카르보닐화의 예>
PdBr267 ㎎ 및 PPh3132 ㎎을 NMP 75 ㎖에 용해시키고, 혼합물을 1 시간 동안 교반시켰다. 이어서, LiBr 2.6 g, H2SO4(진한황산) 100 ㎎, 트리에틸 오르쏘포르메이트 15 g, 우레아 6.1 g 및 메티오날 10.4 g을 용액에 첨가하고, 혼합물을 270 ㎖들이 오토클레이브내로 옮겼다. 60 bar의 CO압에서, 오토클레이브를 100 ℃로 가열하고, 10 시간 동안 운전하였다. 오토클레이브를 냉각 및 배기시킨 후, 액상 배출물을 GC 분석법으로 검사하였다.
메티오날의 전환률: 95%
히단토인 (2)의 선택도: 86%
N-카르바모일산 (1)의 선택도: 12%.
2) 히단토인의 D,L-메티오닌으로의 전환
공업적 방법[K. Weissermel, H.-J. Arpe, "Industrielle Organische Chemie" (Industrial organic chemistry), 4th edition]
본 발명에 따르면, 전이 금속 촉매의 존재하에 출발물질인 알데히드 및 입수하기 용이하고 저렴한 원료를 사용한 아미도카르보닐화를 통해 아미노산의 환식 무수물 또는 히단토인을 성공적으로 합성할 수 있다.

Claims (3)

  1. 전이 금속 촉매의 존재하에 알데히드 R-CHO를 CO 및 하기 화학식 2의 화합물과 반응시켜 하기 화학식 1의 화합물을 제공하는 것을 포함하는, 하기 화학식 1의 화합물의 제조 방법.
    <화학식 1>
    식 중, R은 각각의 경우에 비치환 또는 치환된 알킬 또는 아릴이고, R3은 수소, 각각의 경우에 비치환 또는 치환된 알킬 또는 아릴이고, X는 O 또는 NH이다.
    <화학식 2>
    식 중, R2는 반응 동안 형성된 -CO2H기와 폐환 반응하는 기이다.
  2. 제1항에 있어서, R이 CH2Ph, -CH2CH(CH3)2, -CH(CH3)-CH2-CH3, -CH2-CH2-S-CH3, -(CH2)4-NH2또는 페닐인 방법.
  3. 제1항에 있어서, R2가 -NH2, -OR' (여기서, R'는 알킬 또는 아릴임) 또는 -O-NH+ 4임을 특징으로 하는 방법.
KR1020000022339A 1999-04-28 2000-04-27 아미노산의 환식 무수물 또는 히단토인의 제조 방법 KR20010020783A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19919174A DE19919174A1 (de) 1999-04-28 1999-04-28 Verfahren zur Herstellung von Hydantoinen oder cyclischen Anhydriden einer Aminosäure
DE19919174.3 1999-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010020783A true KR20010020783A (ko) 2001-03-15

Family

ID=7906061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000022339A KR20010020783A (ko) 1999-04-28 2000-04-27 아미노산의 환식 무수물 또는 히단토인의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6320055B1 (ko)
EP (1) EP1048656B1 (ko)
JP (1) JP2000327666A (ko)
KR (1) KR20010020783A (ko)
AT (1) ATE311369T1 (ko)
DE (2) DE19919174A1 (ko)
ES (1) ES2253151T3 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090316A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-29 Wyeth HYDANTOINS HAVING RNase MODULATORY ACTIVITY
GB0413090D0 (en) 2004-06-11 2004-07-14 Degussa Process for preparing amino acids using the amidocarbonylation reaction (2)
JP4803352B2 (ja) 2005-07-13 2011-10-26 Ｊｓｒ株式会社 アミノ酸−ｎ−カルボキシ無水物の製造方法
WO2008067981A2 (en) * 2006-12-04 2008-06-12 Dsm Ip Assets B.V. Whole-cell catalytic system comprising a hydantoinase, a racemase and a carbamoylase

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE824635C (de) * 1948-10-05 1951-12-13 Du Pont Verfahren zur Herstellung von N-Carboanhydriden
JPS4817259B1 (ko) 1970-04-04 1973-05-28
DE3812737A1 (de) 1988-04-16 1989-10-26 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von n-acylaminosaeuren
DE19629717C1 (de) * 1996-07-25 1998-02-12 Hoechst Ag Verfahren zur katalytischen Herstellung von N-Acylglycinderivaten
ATE240944T1 (de) * 1998-09-22 2003-06-15 Degussa Verfahren zur herstellung von imidazolidin-2,4- dionen

Also Published As

Publication number Publication date
EP1048656A3 (de) 2002-04-10
DE50011721D1 (de) 2006-01-05
EP1048656B1 (de) 2005-11-30
ATE311369T1 (de) 2005-12-15
DE19919174A1 (de) 2000-11-09
JP2000327666A (ja) 2000-11-28
EP1048656A2 (de) 2000-11-02
ES2253151T3 (es) 2006-06-01
US6320055B1 (en) 2001-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1705173B1 (en) Binaphthol deratives and their use in optical resolution or optical transformation
US6235910B1 (en) Process for the preparation of imidazolidine-2, 4-diones
CZ24099A3 (cs) Způsob katalytické výroby derivátů N-acylglycinu
KR20010020783A (ko) 아미노산의 환식 무수물 또는 히단토인의 제조 방법
NZ200082A (en) Production of glycol aldehyde
EP0170830B1 (en) A process for amido carbonylation of an aldehyde to n-acetyl alpha-amino acids
CN110256351B (zh) 一种氟虫腈及其类似物的合成方法
JP2003519618A (ja) シアノ吉草酸又はそのエステルの製造方法
EP0145265A2 (en) Alpha-amino acids through catalytic reaction of CO and a hydroxyl compound with enamides
US6291710B1 (en) Process for preparing sulfonyl halides
JPH02121976A (ja) フタライド類の製造法
CN107325025A (zh) 一种手性α‑氨基酸衍生物及其制备方法
MXPA00002141A (es) Preparacion de soluciones de betaina.
JPH026445A (ja) Ｎ―アシルアミノ酸の接触的製法
CN114524751B (zh) 一类芳基腈类化合物及其制备方法
JPS62255456A (ja) ジエチルホルムアミドの製造方法
CA2557360A1 (en) Process for the carbonylation of a conjugated diene
JPH06166652A (ja) アルドール化合物の製造方法
KR100647890B1 (ko) 세린 알킬에스터 유도체의 제조방법
KR100491809B1 (ko) 3-치환된-3&#39;-하이드록시프로피오나이트릴의 제조방법
JP4023255B2 (ja) ジカルボン酸の製造方法とそれに用いる触媒の製造方法
JPS5921855B2 (ja) マロン酸ジエステル類の製法
EP0342084B1 (fr) Procédé de préparation d&#39;acétate de méthyle à partir de formiate de méthyle
FR2982260A1 (fr) Procede pour produire des n-acyl-acides amines
JP2005239601A (ja) Ｎ−アシルアミノ酸類の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid