KR20010031394A - (2r,3s)-3-아미노-1,2-옥시란의 제조법 - Google Patents

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KR20010031394A
KR20010031394A KR1020007004411A KR20007004411A KR20010031394A KR 20010031394 A KR20010031394 A KR 20010031394A KR 1020007004411 A KR1020007004411 A KR 1020007004411A KR 20007004411 A KR20007004411 A KR 20007004411A KR 20010031394 A KR20010031394 A KR 20010031394A
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이노우에겐지
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후루타 타케시
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Abstract

(2S,3S)-3-아미노-1-할로-2-히드록시-4-페닐부탄 또는 (2S,3S)-3-아미노-4-페닐부탄-1,2-에폭사이드를 카르복실산 4 급 암모늄염, 또는 카르복실산 금속염과 4 급 암모늄으로 처리하여, (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-히드록시-4-페닐부탄을 조제하고, 이것을 유기염기 존재하, 술폰산할라이드로 처리하여 (2S, 3S)-1-아실록시-3-아미노-2-술포닐옥시-4-페닐부탄을 조제하여, 이것을 무기염기로 처리하여 이루어지는 (2R, 3S)-3-아미노-4-페닐부탄-1,2-에폭시드의 제조법. HIV 프로테아제 저해제 중간체를 L-페닐알라닌을 원료로 하여 효율적으로 제조할 수 있다.

Description

(2R,3S)-3-아미노-1,2-옥시란의 제조법 {PROCESS FOR THE PREPARATION OF (2R,3S)-3-AMINO-1,2-OXIRANE}
(2R,3S)-3-아미노-1,2-옥시란을 제조하는 방법으로서는 지금까지 L-페닐알라닌을 원료로 하고, 카르복실기를 알코올로 환원하여, 알데히드로 재산화한 후, 1) 디메틸술포늄메틸이리드로 직접 에폭시드를 생성시키는 방법 (저널 오브 오르가닉 케미스트리 (J.Org.Chem), 1985, 50, 4615, ; 저널 오브 메디칼 케미스트리 (J. Med. Chem), 1992, 35, 2525).2) Wittig 반응으로 알데히드로부터 올레핀으로 변환하고, m-클로로과벤조산을 사용하여 에폭시화를 행하는 방법 (J. Org. Chem.,1987,52,1487.;J.Med.Chem.,1992, 35, 1685).3)트리메틸실릴메틸마그네슘클로라이드와 반응시켜, 얻어지는 트리메틸실릴알코올체를 트리플루오로붕소로 처리하여 올레핀으로 변환하고, 상기 2) 와 마찬가지로 m-클로로과벤조산으로 에폭시화를 행하는 방법 (EP 0532-466 A2, US 5,514,814).4)L-페닐알라닌으로 부터 디아조케톤을 조제하고, 염산분해에 의한 α-케톤생성을 거쳐, NaBH4환원으로 얻어지는 클로로히드린을 염기로 처리하여, 에폭시드를 생성하는 방법 (J. Med. Chem.,1994, 37, 1758), 등이 알려져 있다.
한편, 본 발명인, (2S,3S)-3-아미노-1-클로로-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물 또는 (2S,3S)-3-아미노-1,2-옥시란 화합물을 출발원료로서, 화학식 (8) 으로 표시되는 (2R,3S)-3-아미노-1,2-옥시란 화합물을 제조한 방법은 지금까지 예가 없다.
상기 공지 방법 중, 1) 은 에폭시드 생성공정으로 황화화합물을 대량으로 사용하지 않으면 안되는 점에서, 2) 나 3) 에서는 폭발성의 과산화물을 대량으로 사용하지 않으면 안되는 점에서, 4) 도 마찬가지로 폭발성의 디아조화합물을 취급하지 않으면 안되고, 또한, NaBH4환원으로 얻어지는 클로로히드린 중, 바람직한 (2R, 3S) 체의 선택성은 낮은 것 등의 난점이 있어, 어느 방법도 공업적 규모에서의 실시에는 바람직하지 않은 공정이 포함되어 있다.
본 발명은 HIV 프로테아제 저해제 중간체로서 유용한 (2R,3S)-3-아미노-4-페닐부탄-1,2-에폭시드 (이하, 3-아미노-1,2-옥시란이라고도 함) 의 제조에 관한 것이다.
본 발명자들은, 상기에 서술한 문제점을 근거로, 효율적이고 공업적으로 실시가능한 (2R,3S)-3-아미노-1,2-옥시란 화합물의 제조법을 개발하기 위해 예의노력한 결과, 입수가 비교적 용이한 (2S,3S)-3-아미노-1-클로로-2-히드록시-4-페닐부탄화합물 또는 (2S,3S)-3-아미노-1,2-옥시란 화합물을 출발원료로 하여, 아실옥실화, 술폰산에스테르화, 염기처리의 3 공정으로 제조하는 새로운 제조법을 개발하였다.
즉, 본 발명은, 하기 화학식 (1)
(식중, R1은, 아미노기의 보호기를 나타내고, X 는 할로겐원자를 나타낸다)
로 표시되는 (2S,3S)-3-아미노-1-할로-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물 또는
하기 화학식 (2) ;
(식중, R1은 상기와 동일) 로 표시되는 (2S,3S)-3-아미노-4-페닐부탄-1,2-에폭사이드를 하기 화학식 (3) ;
R3R4R5R6N+OCOR2 -
(식중, R2는 알킬기, 아릴기, 아랄킬기를 나타내고, R3, R4, R5, R6은 동일하거나 달라도 좋은 알킬기, 또는 아랄킬기를 나타낸다.)
로 표시되는 카르복실산 4 급 암모늄염으로 처리하거나, 또는 하기 화학식 (4) ;
R2COO-M+
(식중, R2는 상기와 동일하고, M 은 금속원자를 나타낸다) 로 표시되는 카르복실산 금속염 및 하기 화학식 (5) ;
R3R4R5R6N+Y-
(식중, R3, R4, R5, R6은 상기와 동일하고, Y 는 할로겐원자를 나타낸다)
로 표시되는 4급 암모늄염으로 처리함으로써, 하기 화학식 (6) ;
(식중, R1, R2는 상기와 동일)
로 표시되는 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물을 제조하고,
또한, 이 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물을 유기염기의 존재하, 술폰산할라이드로 처리함으로써, 하기 화학식 (7) ;
(식중, R1, R2은 상기와 동일, R7은, 알킬기, 아릴기, 아랄킬기를 나타낸다)
로 표시되는 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-슬포닐옥시-4-페닐부탄 화합물을 조제하여, 얻어진 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-술포닐옥시-4-페닐부탄 화합물을, 무기염기로 처리하는 것에 의한 화학식 (8)
(식중, R1은 상기와 동일)
로 표시되는 (2R,3S)-3-아미노-4-페닐부탄-1,2-에폭시드 화합물의 제조법에 관한 것이다.
(2S,3S)-3-아미노-1-할로-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물은, 예를 들면, 천연유래의 저렴한 L-페닐알라닌을 N-보호화, 에스테르화한 후, 증탄반응에 의해 생성되는 할로케톤의 입체선택적 환원에 의해 합성할 수 있다 (일본공개특허공보 평08-823756 호).
발명을 실시하기 위한 최량 형태.
본 반응에 있어서의 원료화합물은 상기 화학식 (1) 로 표시되는 (2S,3S)-3-아미노-1-할로-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물 또는 상기 화학식 (2) 로 표시되는 (2S,3S)-3-아미노-4-페닐부탄-1,2-에폭시드화합물이다. 식중 R1은 일반적인 아미노기의 보호기를 나타내고, 예를 들면 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, 알릴옥시카르보닐기, 아세틸기, 벤조일기, 클로로아세틸기를 들 수 있고, 바람직하게는 t-부톡시카르보닐기, 또는 벤질옥시카르보닐기이다. 식중 X 는 할로겐원자, 예를 들면 염소원자나 브롬원자이다.
본 반응에서 사용되는 아실록시화제는 상기 화학식 (3) 으로 표시되는 카르복실산 4 급 암모늄염, 또는 화학식 (4) 로 표시되는 카르복실산 금속염과 화학식 (5) 로 표시되는 4 급 암모늄염이다. 화학식 (3) 중, R2는, 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. 알킬기로서는 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기 등을 들 수 있다. 아릴기로서는 예를 들면 페닐기, 트릴기 등을 들 수 있다. 아랄킬기로서는 예를 들면 벤질기 등을 들 수 있다. R2로서 바람직하게는 메틸기이다. 화학식 (3) 중, M 으로서는 구체적으로는 예를 들면 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 등을 들 수 있고, 바람직하게는 나트륨, 칼륨이다. R3, R4, R5, R6은 알킬기 또는 아랄킬기를 나타낸다. 알킬기로서는 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등을 들 수 있다. 아랄킬기로서는 예를 들면 벤질기 등을 들 수 있다. 이들 중 바람직하게는 부틸기이다. Y 는 할로겐원자이고, 구체적으로는 예를 들면 염소원자, 브롬원자이다.
화학식 (7) 로 표시되는 술폰산 에스테르의 식 중의 R7은 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. 알킬기로서는 예를 들면 메틸기, 에틸기 등을 들 수 있다. 아릴기로서는 예를 들면 페닐기, p-메틸페닐기, p-니트로페닐기 등을 들 수 있다. 아랄킬기로서는 예를 들면 벤질기 등을 예시할 수 있다. 바람직하게는 메틸기이다.
본 발명은 먼저, 상기 (2S,3S)-3-아미노-1-할로-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물 (1) 또는 (2S,3S)-3-아미노-1,2-옥시란 화합물 (2) 을 카르복실산 4 급 암모늄염 (3), 예를 들면, 아세트산 테트라부틸암모늄염, 또는 카르복실산 금속염 (4) 과 4 급 암모늄염 (5), 예를 들면 아세트산칼슘 또는 아세트산나트륨과 테트라부틸암모늄클로라이드 또는 테트라부틸암모늄브로마이드로 처리함으로써 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-술포닐옥시-4-페닐부탄 화합물 (6) 에 유도된다.
이 때 사용할 수 있는 용매로서는 반응을 저해하지 않는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 아세톤, 아세토니트릴, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 테트라히드로푸란, 디옥산, 톨루엔 등을 들 수 있으나, 바람직하게는, 아세톤, 아세토니트릴, N,N-디메틸포름아미드 등이다.
사용되는 카르복실산 4급 암모늄염 (3) 은, 화합물 (1) 또는 화합물 (2) 에 대하여, 통상 1.0 ∼ 2.0 몰배, 바람직하게는 1.2 몰배이다. 카르복실산 금속염 (4) 과 4급 암모늄염 (5) 은 (1) 또는 (2) 에 대하여, 통상 (1) 또는 (2)/카르복실산 금속염/4급 암모늄염 = 1.0몰/1.0 ∼ 5.0 몰/0.05 ∼ 2.0 몰로, 바람직하게는 1.0 몰/2.0 몰/0.05 몰이다.
반응온도는, 통상 60 ℃ ∼ 100℃, 바람직하게는 60℃ ∼ 80℃ 에서 실시된다. 반응시간은 반응온도에 따라 다르지만, 통상 5 시간 ∼ 24 시간, 바람직하게는 10 시간 ∼ 12 시간 정도이다.
생성된 (2S, 3S)-1-아실록시-3-아미노-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물 (6) 은 반응후, 아세트산에틸 등의 용매로 추출함으로써 얻을 수 있다. 이것은 다시 칼럼크로마토그래피, 재결정 등의 수법으로 정제할 수 있다.
(2S, 3S)-1-아실록시-3-아미노-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물 (6) 의 술폰산 에스테르화는 화합물 (6) 에 대하여, 1.0 ∼ 3.0 몰배의 술폰산 할라이드를 사용하여, 유기염기의 존재하에서 실시된다. 상기 술폰산 할라이드로서는, 예를 들면 술포닐클로라이드, 구체적으로는 예를 들면, 메탄술포닐클로라이드, 톨루엔술포닐클로라이드 등을 들 수 있다. 상기 유기염기로서는 3 급아민, 구체적으로는 예를 들면 피리딘, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 메틸디이소프로필아민, 에틸디이소프로필아민, N,N-디메틸아닐린 등을 들 수 있고, 바람직하게는 피리딘, 트리에틸아민이다. 용매로서는, 반응을 저해하지 않은 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 톨루엔, 아세톤, 아세토니트릴, 테트라히드로푸란, N,N-디메틸포름아미드, 염화메틸렌, 클로로포름 등을 들 수 있으나, 상기 유기염기를 그대로 단독으로 사용하여도 된다.
염기의 사용량은 통상적으로, 화합물 (6) 에 대하여, 1.0 ∼ 50 몰배이다. 반응온도는 통상 0℃ ∼ 60℃ 이고, 바람직하게는 0℃ ∼ 25℃ 이다. 반응시간은 술폰산할라이드, 염기의 사용량에 따라 다르지만, 통상 1 시간 ∼ 48 시간, 바람직하게는 20 시간 ∼ 48 시간 정도이다.
이렇게 하여 생성된 술폰산에스테르 (7) 는 염산 등의 광산을 더하여 염기를 중화하고, 아세트산에틸 등의 유기용매로 추출함으로써 얻을 수 있다. 이것은 다시 칼럼크로마토그래피, 재결정 등의 수법으로 정제할 수 있다.
에폭시 생성공정은 무기염기 존재하에서 실시된다. 무기염기로서는, 예를 들면, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 탄산칼륨이다. 무기염기의 사용량은 화합물 (7) 에 대하여, 통상 0.05 내지 5.0 몰배, 바람직하게는 0.5 ∼ 2.0 몰배이다. 용매로서는 메탄올과 유기용매, 예를 들면, 톨루엔, 테트라히드로푸란, 디에틸에테르, 디옥산, t-부틸메틸에테르 등을 사용할 수 있으나, 메탄올 단독이어도 되고, 바람직하게는 메탄올-THF 혼합용매 (1:1, 체적비) 이다. 반응온도는 통상 0℃ ∼ 60℃ 이지만, 바람직하게는 25℃ ∼ 30℃ 이다. 반응시간은 통상 1 시간 ∼ 24 시간, 바람직하게는 6 시간 ∼ 12 시간이다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(2S, 3S)-1-아세톡시-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-2-히드록시-4-페닐부탄
(2S, 3S)-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-1-클로로-2-히드록시-4-페닐부탄 2.0 m㏖ (0.599g) 과 테트라부틸암모늄아세테이트 2.4 m㏖ (0.724g), 아세토니트릴 10 ㎖ 로 이루어지는 혼합물을 환류하, 18 시간 교반하였다. 반응후, 용매를 감압증류제거하여, 물 20 ㎖, 아세트산에틸 20 ㎖ 를 더하여 유기층을 분리, 황산나트륨으로 건조, 여과하여, 감압하에서 농축함으로써 조생성물을 얻었다. 이것을 메탄올 10 ㎖ 에 가열용해한 후, 냉각방치하여 석출한 결정을 여과하여, 표기화합물을 0.449g (70%) 얻었다.
실시예 2
(2S, 3S)-1-아세톡시-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-2-히드록시-4-페닐부탄
(2S, 3S)-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-4-페닐부탄-1,2-에폭시드 2.0 m㏖ (0.524g), 테트라부틸암모늄아세테이트 2.4 m㏖ (0.724g), 아세트산 4.0 m㏖ (0.24g), 아세토니트릴 10 ㎖ 로 이루어지는 혼합물을 환류하, 18 시간 교반하였다. 반응후, 용매를 감압증류제거하여, 물 20 ㎖, 아세트산에틸 20 ㎖ 를 더하여 유기층을 분리, 황산나트륨으로 건조, 여과하여, 감압하에서 농축함으로써 조생성물을 얻었다. 실리카겔칼럼크로마토그래피로 정제하여, 표기화합물을 0.415g (64%) 얻었다.
실시예 3
(2S, 3S)-1-아세톡시-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-2-히드록시-4-페닐부탄
(2S, 3S)-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-1-클로로-2-히드록시-4-페닐부탄 2.0 m㏖ (0.599g), 테트라부틸암모늄브로마이드 0.1 m㏖ (0.032 ㎎), 아세트산칼륨 5.0 m㏖ (0.49g), 아세토니트릴 10 ㎖ 로 이루어지는 혼합물을 환류하, 50 시간 교반하였다. 반응후, 용매를 감압증류제거하여, 물 20 ㎖, 아세트산에틸 20 ㎖ 를 더하여 유기층을 분리, 황산나트륨으로 건조, 여과하여, 감압하에서 농축함으로써 조생성물을 얻었다. 에틸벤젠을 내부표준으로 하는 고속액체 크로마토그래피로 정량분석하여, 표기화합물이 0.289g (45%) 얻어졌다.
실시예 4
(2S, 3S)-1-아세톡시-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-2-메탄술포닐옥시-4-페닐부탄
(2S, 3S)-1-아세톡시-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-2-히드록시-4-페닐부탄 12.4 m㏖ (4.00g), 메탄술포닐클로라이드 24.8 m㏖ (2.48g), 피리딘 20 ㎖ 로 이루어지는 혼합물을 4℃ 에서 48 시간 방치하였다. 반응후, 아세트산에틸 30 ㎖ 를 더하여 10% 염산 30 ㎖로 3번 유기층을 세정하여, 마지막에 물 30 ㎖로 세정하였다. 유기층을 분리, 황산나트륨으로 건조, 여과하여, 감압하에서 농축하였다. 잔류물에 헥산 30 ㎖ 를 더하여 방치하여, 석출된 백색고체를 여과하여, 표기화합물을 4.90g (98%) 얻었다.
실시예 5
(2R, 3S)-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-4-페닐부탄-1,2-에폭시드
(2S, 3S)-1-아세톡시-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-2-메탄술포닐옥시-4-페닐부탄 1.0 m㏖ (0.401g), 탄산칼륨 2.2 m㏖ (0.304g), 메탄올 10 ㎖, 테트라히드로푸란 10 ㎖ 로 이루어지는 혼합물을 25 ℃ 에서 20 시간 교반하였다. 반응후, 아세트산에틸 10 ㎖, 물 10 ㎖ 를 더하여, 생성물을 유기층에 추출하고, 분리후 건조하여, 용매를 감압증류제거하여, 조생성물을 얻었다. 실리카겔칼럼크로마토그래피로 정제하여, (2R, 3S)-3-(t-부톡시카르보닐아미노)-4-페닐부탄-1,2-옥시란을 0.236g (90%) 얻었다.
본 발명에 의하면, (2S, 3S)-3-아미노-1-할로-2-히드록시4-페닐부탄화합물 (1) 또는 (2S, 3S)-3-아미노-1,2-옥시란 화합물 (2) 로부터 3 공정으로 효율적으로 목적으로 하는 (2R, 3S)-3-아미노-1,2-옥시란 (8) 을 제조할 수 있다. 상기 출발원료는 L-페닐알라닌으로부터 용이하게 합성할 수 있기 때문에, 다시말하면, L-페닐알라닌으로부터 (2R, 3S)-3-아미노-페닐부탄-1,2-에폭시드 화합물 (8) 을 제조할 수 있다.

Claims (5)

  1. 하기 화학식 (1)
    [화학식 1]
    (식중, R1은, 아미노기의 보호기를 나타내고, X 는 할로겐원자를 나타낸다)
    로 표시되는 (2S,3S)-3-아미노-1-할로-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물 또는
    하기 화학식 (2) ;
    [화학식 2]
    (식중, R1은 상기와 동일) 로 표시되는 (2S,3S)-3-아미노-4-페닐부탄-1,2-에폭사이드를 하기 화학식 (3) ;
    [화학식 3]
    R3R4R5R6N+OCOR2 -
    (식중, R2는 알킬기, 아릴기, 아랄킬기를 나타내고, R3, R4, R5, R6은 동일하거나 달라도 좋은 알킬기, 또는 아랄킬기를 나타낸다.)
    로 표시되는 카르복실산 4 급 암모늄염으로 처리하거나, 또는 하기 화학식 (4) ;
    [화학식 4]
    R2COO-M+
    (식중, R2는 상기와 동일하고, M 은 금속원자를 나타낸다) 로 표시되는 카르복실산 금속염 및 하기 화학식 (5) ;
    [화학식 5]
    R3R4R5R6N+Y-
    (식중, R3, R4, R5, R6은 상기와 동일하고, Y 는 할로겐원자를 나타낸다)
    로 표시되는 4급 암모늄염으로 처리함으로써, 하기 화학식 (6) ;
    [화학식 6]
    (식중, R1, R2는 상기와 동일)
    로 표시되는 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물을 제조하고,
    또한, 이 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-히드록시-4-페닐부탄 화합물을 유기염기의 존재하, 술폰산할라이드로 처리함으로써, 하기 화학식 (7) ;
    [화학식 7]
    (식중, R1, R2은 상기와 동일, R7은, 알킬기, 아릴기, 아랄킬기를 나타낸다)
    로 표시되는 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-슬포닐옥시-4-페닐부탄 화합물을 조제하여, 얻어진 (2S,3S)-1-아실록시-3-아미노-2-술포닐옥시-4-페닐부탄 화합물을, 무기염기로 처리하는 것에 의한 화학식 (8) ;
    [화학식 8]
    (식중, R1은 상기와 동일)
    로 표시되는 (2R,3S)-3-아미노-4-페닐부탄-1,2-에폭시드 화합물의 제조법.
  2. 제 1 항에 있어서, 화학식 (3) 의 화합물로서, 아세트산테트라부틸암모늄염을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조법.
  3. 제 1 항에 있어서, 화학식 (4) 의 화합물로서 아세트산칼륨, 또는 아세트산나트륨을 사용하고, 화학식 (5) 의 화합물로서 테트라부틸암모늄클로라이드 또는 테트라부틸암모늄브로마이드를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, R1이 t-부톡시카르보닐기, 또는 벤질옥시카르보닐기이고, X 가 염소원자인 것을 특징으로 하는 제조법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 술폰산할라이드가 메탄술포닐클로라이드, 또는 톨루엔술포닐클로라이드인 것을 특징으로 하는 제조법.
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