KR20020073720A - Process for preparing aromatic iodo compounds - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방향족 요오드 화합물의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반응 중에 직접 제조된 브로모디메틸설포니움 요오다이드 [Me2(Br)S+I_], 또는 요오도디메틸설포니움 요오다이드[Me2IS+I_]를 사용하여 방향족 아민 화합물들을 효과적으로 방향족 요오드 화합물로 전환할 수 있도록 한 방향족 요오드 화합물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an aromatic iodine compound. More specifically, bromodimethylsulfonium iodide [Me 2 (Br) S + I _ ] prepared directly during the reaction, or iododimethylsulfonium iodide [Me 2 IS + I _ ] is used. The present invention relates to a method for producing an aromatic iodine compound which can effectively convert aromatic amine compounds into aromatic iodine compounds.
각종 화학물질 합성에서 중간체로 사용되는 방향족 할로겐 화합물들, 특히 그 중에서 방향족 요오드 화합물들은 다른 방향족 할로겐 화합물인 방향족 브로모 또는 클로로 화합물에 비해서 반응성이 탁월하여 사용처가 다양하다. 다음 예에서 보듯이, 탄소-탄소 연결 반응에서 방향족 요오드 화합물은 팔라듐(Pd) 촉매하에서 실란기가 치환된 아세틸렌과 반응이 잘 진행되지만 방향족 브로모 화합물은 전혀진행되지 않는다.Aromatic halogen compounds, especially aromatic iodine compounds, used as intermediates in the synthesis of various chemicals, have excellent reactivity compared to aromatic bromo or chloro compounds, which are other aromatic halogen compounds, and thus have various uses. As shown in the following example, the aromatic iodine compound reacts well with acetylene substituted with a silane group under a palladium (Pd) catalyst in the carbon-carbon coupling reaction, but the aromatic bromo compound does not proceed at all.
이와 같이 방향족 할로겐 화합물들 중에서 필히 요오드로 치환된 유도체들만에 의해서 진행되는 반응들은 무수히 많이 알려져 있다. 대표적인 방향족 요오드 화합물의 응용분야는 다음과 같다(Merkushev, E. B.Synthesis,1988, 923).Among the aromatic halogen compounds, reactions that proceed only by derivatives substituted with iodine are known innumerably. Typical applications for aromatic iodine compounds are as follows (Merkushev, EB Synthesis , 1988 , 923).
(1)울만 반응(Ullman reaction); 아릴-아릴 연결반응(Fanta, P. E.Synthesis,1974, 9),(1) the Ullman reaction; Aryl-aryl linkages (Fanta, PE Synthesis , 1974 , 9),
(2) 헥 반응 (Heck reaction); 비닐기 치환(Heck, R. F., Plevyak, J. E.J. Org. Chem.1978,43,2454.), 아세틸기 치환(Takahashi. S., et. al.,Synthesis,1980,627),(2) Heck reaction; Vinyl group substitution (Heck, RF, Plevyak, JE J. Org. Chem . 1978 , 43, 2454.), acetyl group substitution (Takahashi. S., et. Al., Synthesis , 1980, 627),
그리고, (3)카보닐화 반응 (carbonylation); 일산화 탄소 치환(Heck, R. F. Adv. in Catalysis,1977, 26,2323).And (3) carbonylation; Carbon monoxide substitution (Heck, RF Adv. In Catalysis, 1977 , 26 , 2323).
즉, 반응 중간체로서의 방향족 요오드 화합물의 역할은 대단히 중요하며, 이들 방향족 요오드 화합물들은 다음과 같이 여러 가지의 제조방법이 개발되었다.That is, the role of the aromatic iodine compound as a reaction intermediate is very important, and various preparation methods for these aromatic iodine compounds have been developed as follows.
첫째, 수소 원소의 직접 치환법. 즉, 프리델-크라프트 방향족 치환반응(Friedel-Crafts Aromatic Substitution): 요오드(I2)와 촉매를 사용(Braendlin, H. P. and McBee, E. T., "Friedel-Crafts and Related Reactions"; Ed. Olah,g., Interscience Publisher, NY, 1964, Vol III, Pt 2, p 1517)하여 반응시키는 방법.First, the direct substitution of the hydrogen element. Friedel-Crafts Aromatic Substitution: using iodine (I 2 ) and a catalyst (Braendlin, HP and McBee, ET, “Friedel-Crafts and Related Reactions”; Ed. Olah, g., Interscience Publisher, NY, 1964, Vol III, Pt 2, p 1517).
직접 치환 방법은 방향족의 치환그룹인 X 성격에 의해 위치 선택성(o,p-방향성, 또는m-방향성)이 결정되며, 일반적으로, 간단한 방향족 요오드 화합물 제조에 사용된다.The direct substitution method determines the position selectivity ( o , p -aromatic, or m -aromatic) by the X nature of the aromatic substituent group, and is generally used for the preparation of simple aromatic iodine compounds.
둘째, 아미노기를 요오드로 치환하는 방법 즉, 샌드메이어 반응(Sandmeyer reaction): NaNO2와 산을 사용해서 디아조니움 염을 만들고, 이어서 I2를 사용("The Chemistry of Diazonium and Diazogroups", Ed. Patai, S., J. Wiley, NY. 1978, part 1, p 288)하여 반응시키는 방법.Second, the method of substituting an amino group with iodine, ie, Sandmeyer reaction: making a diazonium salt using NaNO 2 and an acid followed by I 2 (“The Chemistry of Diazonium and Diazogroups”, Ed. Patai, S., J. Wiley, NY. 1978, part 1, p 288).
상기 보고된 방법 중에서도, 위치 선택성을 고려한다면, 아미노기를 디아조니움 염으로 전환하고 동일 위치를 할로겐 원소로 치환하는 샌드메이어 반응이 많이 사용되고 있다. 그러나, 샌드메이어 반응은 디아조니움 염을 먼저 합성하여 확인한 후에 I2를 첨가하여 요오드 음이온으로 치환시키는 2단계 반응이다. 특히, 디아조니움 염의 안전성이 샌드메이어 반응의 가장 중요한 요소이므로, 저온 반응과 같은 공정상의 조건이 요구되며, 따라서, 실험실적 제조는 가능할지라도 산업화하여 대용량으로 생산할 경우에는 추가의 장치 설비 등 여러 가지 제한이 있다.Among the above-described methods, in consideration of the position selectivity, many Sandmeyer reactions in which an amino group is converted to a diazonium salt and the same position is substituted with a halogen element are widely used. However, the Sandmeyer reaction is a two-step reaction in which a diazonium salt is first synthesized and confirmed, and then I 2 is added to replace the iodine anion. In particular, since the safety of diazonium salts is the most important element of the Sandmeyer reaction, process conditions such as low temperature reactions are required. There is a limit.
최근에 산업화 공정의 간편성을 위한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있는바, 그 하나는 기존의 디아조니움 염을 거치는 2단계 공정에서 1단계 공정으로 단순화하는 방법이 제안된바 있다. 즉, 이소아밀 니트라이트(Isoamyl nitrite)를 디요오도메탄(Diiodomethane)용매 하에서 방향족 아민과 반응시켜 1단계 공정으로 요오드 화합물로 전환시키는 방법이다(Smith, W. B., Ho, O. C.J. Org. Chem.1990,55, 2543.).Recently, research and development for the simplicity of the industrialization process has been continuously conducted, one of which has been proposed to simplify the process from the two-step process through the existing diazonium salt. In other words, isoamyl nitrite is reacted with an aromatic amine in a diiodomethane solvent to convert it into an iodine compound in a one step process (Smith, WB, Ho, OC J. Org. Chem . 1990 , 55 , 2543.).
위 반응 경로를 살펴보면, 디아조니움 염을 완전히 만들어 분리한 후에 치환반응이 진행되는 것이 아니고, 반응 중에 이소아밀 니트라이트에 의해 디아조니움 염이 만들어지고, 동시에 요오도 음이온의 치환 반응이 진행된다. 그러나, 위 반응도 다음과 같은 문제점 때문에 산업적 응용에 제한점을 갖고 있다. 즉, 사용하는 용매인 CH2I2는 높은 끓는점(bp 181oC) 때문에 제거가 힘들며, 과량의 이소아밀 니트라이트(Isoamyl nitrite)를 사용함으로 경제성이 맞지 않는다는 문제점을 갖고 있다.Looking at the above reaction path, the diazonium salt is not completely made and separated, and the substitution reaction does not proceed, but the diazonium salt is formed by isoamyl nitrite during the reaction, and the substitution reaction of the iodo anion proceeds at the same time. . However, the above reaction also has a limitation in industrial applications due to the following problems. That is, CH 2 I 2 , a solvent used, is difficult to remove due to a high boiling point (bp 181 o C), and has a problem in that it is not economical by using an excess of isoamyl nitrite.
따라서, 방향족 요오드 화합물들의 응용 분야를 생각한다면 한단계의 단순한 공정에 의해 최소의 제조 단가로 제조가 가능한 방향족 요오드 화합물의 제조 방법이 개발되어야 한다.Therefore, considering the application field of aromatic iodine compounds, a method of preparing an aromatic iodine compound which can be manufactured at a minimum manufacturing cost by a simple step should be developed.
이에, 본 발명자들은 방향족 아민 화합물(Ar-NH2)로부터 방향족 요오드 화합물(Ar-I)을 제조함에 있어, 위치 선택성이 탁월하며 1단계의 간단한 공정으로도 용이하게 방향족 요오드 화합물을 제조할 수 있는 방법을 발견하게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have excellent position selectivity in preparing aromatic iodine compounds (Ar-I) from aromatic amine compounds (Ar-NH 2 ) and can easily prepare aromatic iodine compounds even in a simple step. The discovery of the method has led to the completion of the present invention.
방향족 화합물의 치환반응은 공격해서 들어가는 친핵체의 성격이 대단히 중요하다. 일반적으로 할라이드 음이온은 친핵체 기능을 갖고 있다. 그러나, 할라이드 음이온과 공유하고 있는 양이온의 종류에 따라 친핵체의 기능이 달라진다. 탁월한 방향족 치환 반응의 브로마이드 친핵체로 알려져 있는 브로모디메틸설포니움 브로마이드[Me2(Br)S+Br_]는, 하기 반응에서 보듯이, 브롬화 수소산(HBr)과 DMSO에 의해서 합성(Majetich,g., Hicks, R., Reister, S.,J. Org. Chem. 1997, 62, 4321) 되는데, 이 친핵체를 사용하면 즉, 브로모디메틸설포니움 양이온[Me2(Br)S+]이 존재하면 방향족 치환 반응이 진행되지만, 반면에 칼륨 양이온(K+) 등과 같은 다른 양이온이 존재할 경우는 전혀 진행되지 않는다.Substitution reactions of aromatic compounds are very important in the nature of the nucleophile to attack. In general, halide anions have nucleophilic functions. However, the function of nucleophiles varies depending on the type of cation shared with the halide anion. Bromodimethylsulfonium bromide [Me 2 (Br) S + Br _ ], known as a bromide nucleophile with excellent aromatic substitution reaction, is synthesized by hydrobromic acid (HBr) and DMSO as shown in the following reaction (Majetich, g , Hicks, R., Reister, S., J. Org.Chem . 1997 , 62, 4321), using this nucleophile, ie bromodimethylsulfonium cation [Me 2 (Br) S + ] If present, an aromatic substitution reaction proceeds, while no other cations such as potassium cations (K + ), etc., proceed at all.
본 발명은 이러한 원리를 응용한 것으로, 요오다이드 친핵체를 사용하여 방향족 아민 화합물의 아민기를 요오드로 치환함으로써 임의의 위치에 요오드가 치환된 방향족 요오드 화합물을 간단히 제조할 수 있도록 한 것이다.The present invention is applied to this principle, and by using the iodide nucleophile to substitute the amine group of the aromatic amine compound with iodine, it is possible to easily prepare an aromatic iodine compound in which iodine is substituted at any position.
본 발명의 목적은 방향족 화합물의 치환체인 아민 그룹을 1단계 공정으로 반응시켜 요오도 그룹이 치환된 방향족 요오드 화합물을 손쉽게 제조하는데 있다.An object of the present invention is to easily prepare an aromatic iodine compound substituted with an iodo group by reacting an amine group, which is a substituent of an aromatic compound, in a one step process.
본 발명의 다른 하나의 목적은 임의로 정해진 위치에 요오드가 치환된 방향족 요오드 화합물을 간단히 제조하는데 있다.Another object of the present invention is to simply prepare an aromatic iodine compound in which iodine is substituted at a predetermined position.
본 발명의 또 다른 하나의 목적은 새로운 요오드 친핵체를 개발하는데 있다.Another object of the present invention is to develop a new iodine nucleophile.
지금까지 브로모디메틸설포니움 요오다이드[Me2(Br)S+I_], 또는 요오도디메틸설포니움 요오다이드[Me2IS+I_]를 사용하여 1단계 반응 공정으로 아미노 치환기를 갖는 방향족 화합물의 아미노기를 요오드로 전환시키는 반응에 응용한 예는 보고된 바 없다.To date amino in a one-step reaction process using bromodimethylsulfonium iodide [Me 2 (Br) S + I _ ], or iododimethylsulfonium iodide [Me 2 IS + I _ ] There have been no examples of application to the reaction for converting amino groups of aromatic compounds having substituents into iodine.
본 발명은 방향족 아민 화합물에 브로모디메틸설포니움 요오다이드 [Me2(Br)S+I_], 또는 요오도디메틸설포니움 요오다이드[Me2IS+I_]를 반응시켜 방향족 요오드 화합물을 제조하는 방법이다. 본 발명은 1단계 반응 공정으로 직접 디아조니움이 안정된 형태로 형성됨과 동시에 요오드 치환 반응이 일어나는 것을 핵심 요소로 하는 방향족 요오드 화합물의 제조방법이다.The present invention relates to an aromatic amine compound by reacting bromodimethylsulfonium iodide [Me 2 (Br) S + I _ ] or iododimethylsulfonium iodide [Me 2 IS + I _ ] It is a method of preparing an iodine compound. The present invention is a method for producing an aromatic iodine compound having a core element of forming a diazonium directly in a stable form in a one-step reaction process and simultaneously causing an iodine substitution reaction.
본 발명은 아래 화학식 2의 아미노기를 갖는 방향족 화합물(아닐린 유도체 또는 아미노 피리딘 유도체)에 디메틸설폭사이드(DMSO), 브롬화수소산, 그리고 요오드염(KI, NaI, 또는 NH4I등)의 작용에 의해 직접 제조된 화학식 3의 브로모디메틸설포니움 요오다이드[Me2(Br)S+I_] 또는 디메틸설폭사이드(DMSO), 그리고 요오드화 수소산의 작용에 의해 직접 제조된 요오도디메틸설포니움 요오다이드[Me2IS+I_]를 작용시켜 상응하는 화학식 1의 방향족 요오드 화합물을 제조하는 신규한 방법이다.The present invention is directed by the action of dimethyl sulfoxide (DMSO), hydrobromic acid, and iodine salt (KI, NaI, or NH 4 I, etc.) to an aromatic compound (aniline derivative or amino pyridine derivative) having an amino group of the formula (2) Bromodimethylsulfonium iodide [Me 2 (Br) S + I _ ] or dimethylsulfoxide (DMSO) of formula 3, and iododimethylsulfonium urea prepared directly by the action of hydroiodic acid A novel process for preparing the corresponding aromatic iodine compounds of formula (I) by the action of an amide [Me 2 IS + I _ ].
상기 식 중 R1, R2, R3, R4및 R5는 각각 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬, 알콕시, 니트로, 포르밀, 아세틸, 벤조일, 아릴 또는 벤질기로 구성된 군에서 독립적으로 선택되거나, R1, R2, R3, R4및 R5중 둘이 결합하여 다중고리의 아릴기를 형성할 수 있고, X는 탄소 또는 질소 원자를 나타낸다.Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently selected from the group consisting of hydrogen atom, halogen atom, alkyl, alkoxy, nitro, formyl, acetyl, benzoyl, aryl or benzyl group, Two of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may combine to form a polycyclic aryl group, and X represents a carbon or nitrogen atom.
본 발명 반응은 아래 반응식 1a와 1b 같이 반응기 내에서 직접 제조된 브로모디메틸설포니움 요오다이드[Me2(Br)S+I_], 또는 요오도디메틸설포니움 요오다이드[Me2IS+I_]에 의해 진행된다. 브로모디메틸설포니움 요오다이드는 브롬화 수소산, DMSO를 출발물질로 하여 그리고, 요오드염에 의해서 생성되며(반응식 1a), 요오도디메틸설포니움 요오다이드는 요오드화 수소산, 그리고 DMSO에 의해서 생성된다(반응식 1b).The invention reaction is below reaction scheme I 1a and 1b Pony the bromo dimethyl sulfonic prepared directly in the reactor Titanium as iodide [Me 2 (Br) S + I _], or iodo dimethyl sulfonic pony Titanium iodide [Me 2 IS + I _ ]. Bromodimethylsulfonium iodide is produced by hydrobromic acid, DMSO as starting material and by iodide salt (Scheme 1a), and iododimethylsulfonium iodide is produced by hydroiodic acid and DMSO ( Scheme 1b).
한편, 방향족 아민 화합물(Ar-NH2)의 아미노 그룹은 반응에 사용되는 브롬화 수소산, 또는 요오드화 수소산의 강산 작용을 겸할 수 있어서, 아질산 염에 의해서 디아조니움 염으로 전환된다. 또한, DMSO는 아질산 염을 용해시키는 용매의 역할도 겸할 수 있다.On the other hand, the amino group of the aromatic amine compound (Ar-NH 2 ) can also serve as a strong acid action of hydrobromic acid or hydrogen iodide used in the reaction, and is converted to the diazonium salt by the nitrite salt. DMSO can also serve as a solvent to dissolve nitrite salts.
즉, 본 발명 반응은 아래 반응식 1과 같이, NO2 --HBr이 아닐린 유도체를 디아조니움 염으로 제조하는데 작용하고, DMSO/HBr/I-또는 DMSO/HI는 요오다이드 친핵체의 공급원으로 작용하여, 아닐린 유도체로부터 아릴 요오다이드 유도체가 생성되는 반응을 1단계만으로 완결시킨다.That is, as shown in Scheme 1 below, the present invention reaction, NO 2 - -HBr acts to prepare the aniline derivatives as Dia Johnny Titanium salt, and DMSO / HBr / I - or DMSO / HI is iodide act as a source of the nucleophile Thus, the reaction in which the aryl iodide derivative is produced from the aniline derivative is completed in one step.
상기 식 중, R1, R2, R3, R4, R5및 X는 위에 정의한 바와 같다.In said formula, R <1> , R <2> , R <3> , R <4> , R <5> and X are as defined above.
본 발명의 반응은 화학식 2로 표시되는 모든 종류의 아닐린 유도체 또는 아미노 피리딘 유도체에 적용될 수 있으며, 하기 화학식(I-a ∼ I-e)으로 표시되는 화합물을 포함하는 다중고리 방향족 아민 화합물이나 다중고리 아미노 피리딘 유도체에도 적용될 수 있다.The reaction of the present invention can be applied to all kinds of aniline derivatives or amino pyridine derivatives represented by formula (2), and also to multicyclic aromatic amine compounds or multicyclic amino pyridine derivatives including compounds represented by the following formulas (Ia to Ie) Can be applied.
상기 식 중, Z는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬, 알콕시, 니트로, 포르밀 또는 아세틸기를 나타낸다.In the formula, Z represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl, alkoxy, nitro, formyl or acetyl group.
본 발명의 반응에서 아질산 염은 나트륨 이온, 칼륨 이온 또는 암모늄 이온이 결합된 모든 염의 형태로 사용 가능하다.The nitrite salt in the reaction of the present invention can be used in the form of all salts in which sodium ions, potassium ions or ammonium ions are bound.
반응에 사용되는 브롬화 수소산, 또는 요오드화 수소산은 수용액 형태, 무수 형태의 가스, 또는 카르복실산에 녹아 있는 형태로 사용이 가능하다.The hydrobromic acid or hydroiodic acid used in the reaction can be used in the form of an aqueous solution, anhydrous gas, or dissolved in carboxylic acid.
반응에 사용되는 요오드 염은 칼륨, 나트륨, 또는 암모늄의 염(KI, NaI, 또는 NH4I) 형태로 사용이 가능하다.The iodine salt used in the reaction can be used in the form of salts of potassium, sodium, or ammonium (KI, NaI, or NH 4 I).
반응 용매로서 사용되는 DMSO는 무수 또는 수분이 포함된 상태로도 사용이 가능하며, 테트라히드로푸란, 디메틸설폭사이드, 알코올, 헥산 등의 용매와 혼합된 형태로 사용하여도 무방하다.DMSO used as the reaction solvent may be used in an anhydrous or water-containing state, and may be used in a mixed form with a solvent such as tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, alcohol, hexane, or the like.
반응 온도는 25℃에서 160℃ 사이의 온도에서 적절히 선택될 수 있다.The reaction temperature may be appropriately selected at a temperature between 25 ° C. and 160 ° C.
본 발명 반응은 요오드화 제일구리나 요오드화 제이구리를 함께 사용하여 반응을 촉진시킬 수 있다.The reaction of the present invention can be promoted by using cuprous iodide or cuprous iodide together.
본 발명의 제조방법은 먼저 DMSO에 브롬화수소산을 용해시킨 후, 이 용액에 요오드 염을 첨가한 혼합액, 또는 DMSO에 요오드화 수소산을 첨가한 혼합액과, DMSO에 아미노기를 갖는 방향족 화합물(아닐린 유도체 또는 아미노 피리딘 유도체)과 아질산을 혼합한 액을 적당한 온도에서 잘 섞어줌으로 반응을 진행시킨다. 이 때, 중요한 것은 브로모디메틸설포니움 요오다이드[Me2(Br)S+I_]를 제조할 때 브롬화 수소산과 DMSO를 먼저 혼합하고, 다음에 요오드 염을 첨가하여 HBr/DMSO/I-혼합액을 만드는 것이다. 요오도디메틸설포니움 요오다이드[Me2IS+I_]는 요오드화 수소산과 DMSO을 혼합하여 HI/DMSO 혼합액을 제조한다. 다음, DMSO에 아질산을 혼합한 용액에 아닐린 유도체를 첨가한 혼합액을 만들고, 미리 제조된 상기 HBr/DMSO/I-또는HI/DMSO 혼합액을 첨가함으로써 반응은 수행된다. 다음, 화학식 1 화합물의 생성을 박막 크로마토그래피를 이용하여 확인한 후, 반응 용액을 에틸 에테르와 같은 용매로 추출하여 생성물을 수득한다. 생성물은 증발/추출과 같은 표준 방법에 의해 분리한 후, 필요한 경우 재결정이나 실리카겔 상의 컬럼 크로마토그래피 등의 표준 방법에 의해 정제한다.In the preparation method of the present invention, first, hydrobromic acid is dissolved in DMSO, and then a mixed solution in which iodine salt is added to this solution, or a mixed solution in which hydrogen iodide is added to DMSO, and an aromatic compound having an amino group in DMSO (aniline derivative or amino pyridine). The reaction proceeds by mixing the mixture) and nitrite at a suitable temperature. At this time, it is important to prepare bromodimethylsulfonium iodide [Me 2 (Br) S + I _ ] in which hydrobromic acid and DMSO are first mixed, and then iodine salt is added to HBr / DMSO / I. - to create a mixture. Iododimethylsulfonium iodide [Me 2 IS + I _ ] mixes iodide acid and DMSO to prepare HI / DMSO mixed solution. Next, the reaction is carried out by making a mixture solution in which aniline derivatives are added to a solution in which nitrous acid is mixed with DMSO, and adding the above-prepared HBr / DMSO / I - or HI / DMSO mixture. Next, the production of the compound of formula 1 is confirmed using thin layer chromatography, and then the reaction solution is extracted with a solvent such as ethyl ether to obtain a product. The product is separated by standard methods such as evaporation / extraction, and then purified by standard methods such as recrystallization or column chromatography on silica gel, if necessary.
본 발명의 작용 기전을 이하에서 설명한다.The mechanism of action of the present invention is described below.
아래 반응식 2에서 보는 바와 같이, 아질산 음이온과 브롬화 수소산, 또는 요오드화 수소산이 반응하여 니트로실 양이온이 형성된다.As shown in Scheme 2 below, nitrite anion and hydrobromic acid or hydroiodic acid react to form nitrosyl cations.
상기 수득된 니트로실 양이온은 아래 반응식 3에서 보는 바와 같이 방향족 아민 기와 반응하여 디아조니움 염을 형성하게 된다.The nitrosyl cation obtained above is reacted with an aromatic amine group to form a diazonium salt as shown in Scheme 3 below.
상기 식 중, R1내지 R5및 X는 위에서 정의된 바와 같다.Wherein R 1 to R 5 and X are as defined above.
한편, 전술한 바와 같이 브롬화 수소산과 DMSO는 순간적으로 브로모디메틸설포니움 브로마이드를 형성하며, 이어서 첨가된 요오드염에 의해서 브로마이드가 요오드로 치환된 브로모디메틸설포니움 요오다이드가 생성된다(반응식 1a). 또, 요오도디메틸설포니움 요오다이드는 요오드화 수소산과 DMSO를 혼합하면 직접 생성된다(반응식 1b). 본 발명의 반응은 아래 반응식 4와 같이 디아조니움 염의 형성과 거의 동시에 만들어진 브로모디메틸설포니움 요오다이드의 친핵체인 요오도 이온(I-)이 디아조니움 염을 직접 공격함으로써 이루어지고, 결과적으로 화학식 1의 아릴 요오다이드와 질소 기체를 생성하게된다.Meanwhile, as described above, hydrobromic acid and DMSO instantly form bromodimethylsulfonium bromide, and then bromodimethylsulfonium iodide in which bromide is substituted with iodine is added by the added iodine salt ( Scheme 1a). In addition, iododimethylsulfonium iodide is produced directly by mixing hydroiodic acid with DMSO (Scheme 1b). The reaction of the present invention is performed by directly attacking the diazonium salt with iodo ions (I − ), which is a nucleophile of bromodimethylsulfonium iodide, formed almost simultaneously with the formation of the diazonium salt, as shown in Scheme 4 below. As a result, aryl iodide of formula 1 and nitrogen gas are produced.
상기 식 중, R1내지 R5및 X는 위에서 정의된 바와 같다.Wherein R 1 to R 5 and X are as defined above.
즉, 본 반응에서 DMSO는 아질산 염과 아미노기를 갖는 방향족 화합물을 녹이는 용매 역할과 활성화된 친핵체인 브로모디메틸설포니움 요오다이드 또는 요오도디메틸설포니움 요오다이드 제조 시약이라는 2가지 역할을 수행한다. 또한, DMSO는 극성 용매이므로 만들어지는 디아조니움 염을 안정화시키는 기능을 갖는다.In this reaction, DMSO plays a role of two solvents: a solvent for dissolving an aromatic compound having a nitrite salt and an amino group and a reagent for preparing bromodimethylsulfonium iodide or iododimethylsulfonium iodide, an activated nucleophile. Perform. In addition, DMSO is a polar solvent and therefore has a function of stabilizing the diazonium salt produced.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The following examples are merely illustrative of the present invention and the present invention is not limited by these examples.
실시예 1Example 1
2-요오도페놀의 합성: 요오도디메틸설포니움 요오다이드를 사용하는 방법Synthesis of 2-iodophenol: How to Use Iododimethylsulfonium Iodide
삼구 플라스크에 DMSO(5ml)를 넣고, 2-아미노페놀(0.109g, 1.0mmol)과 KNO2(0.172g, 2.0mmol)를 첨가하여 격렬히 교반하면서 상온에서 완전히 용해시킨다. 반응은 질소 대기 하에 수행된다. 이어서 57% HI 수용액(0.66ml, 5.0mmol)을 DMSO(5ml)에 녹인 용액을 천천히 첨가한다. 첨가가 완전히 끝난 후 상온에서 10분간 더 교반한다. 박막 크로마토그래피를 이용하여 반응이 완결됨을 확인한 후, 유기 용매로 추출한다. 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후, 용매를 제거하여 얻은 혼합물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 2-요오도페놀(수율: 85%)을 수득하였다.DMSO (5 ml) was added to a three-necked flask, and 2-aminophenol (0.109 g, 1.0 mmol) and KNO 2 (0.172 g, 2.0 mmol) were added and dissolved completely at room temperature with vigorous stirring. The reaction is carried out under a nitrogen atmosphere. Then a solution of 57% HI aqueous solution (0.66 ml, 5.0 mmol) in DMSO (5 ml) is slowly added. After the addition is completed, the solution is further stirred at room temperature for 10 minutes. After confirming that the reaction was completed using thin layer chromatography, the mixture was extracted with an organic solvent. After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was removed and the mixture obtained was purified by column chromatography to give 2-iodophenol (yield: 85%).
1H-NMR (CDCl3): δ 6.50 (d, 1H), 6.70 (t, 1H), 7.09 (t, 1H), 7.46 (d, 1H) 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 6.50 (d, 1H), 6.70 (t, 1H), 7.09 (t, 1H), 7.46 (d, 1H)
실시예 2Example 2
2-요오도페놀의 합성: 브로모디메틸설포니움 요오다이드를 사용하는 방법Synthesis of 2-iodophenol: How to Use Bromodimethylsulfonium Iodide
삼구 플라스크에 DMSO(5ml)를 넣고, 2-아미노페놀(0.109g, 1.0mmol)과 KNO2(0.172g, 2.0mmol)를 첨가하여 격렬히 교반하면서 상온에서 완전히 용해시킨다. 반응은 질소 대기 하에 수행된다. 이어서 47% HBr 수용액(0.46ml, 4.0mmol)을 DMSO(5ml)에 녹인 용액과 KI(0.83g, 5.0mmol)를 DMSO(5ml)에 녹인 용액을 동시에 천천히 첨가한다. 첨가가 완전히 끝난 후 상온에서 10분간 더 교반한다. 박막 크로마토그래피를 이용하여 반응이 완결됨을 확인한 후, 유기 용매로 추출한다. 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후, 용매를 제거하여 얻은 혼합물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 2-요오도페놀(수율: 84%)을 수득하였다.DMSO (5 ml) was added to a three-necked flask, and 2-aminophenol (0.109 g, 1.0 mmol) and KNO 2 (0.172 g, 2.0 mmol) were added and dissolved completely at room temperature with vigorous stirring. The reaction is carried out under a nitrogen atmosphere. Then, a solution of 47% HBr aqueous solution (0.46ml, 4.0mmol) dissolved in DMSO (5ml) and KI (0.83g, 5.0mmol) dissolved in DMSO (5ml) are added slowly. After the addition is completed, the solution is further stirred at room temperature for 10 minutes. After confirming that the reaction was completed using thin layer chromatography, the mixture was extracted with an organic solvent. After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was removed and the mixture obtained was purified by column chromatography to give 2-iodophenol (yield: 84%).
1H-NMR (CDCl3): δ 6.50 (d, 1H), 6.70 (t, 1H), 7.09 (t, 1H), 7.46 (d, 1H) 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 6.50 (d, 1H), 6.70 (t, 1H), 7.09 (t, 1H), 7.46 (d, 1H)
실시예 3Example 3
4-요오도벤조페논의 합성: 요오도디메틸설포니움 요오다이드를 사용하는 방법Synthesis of 4-iodobenzophenone: How to Use Iododimethylsulfonium Iodide
삼구 플라스크에 DMSO(25ml)를 넣고, 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol)과 KNO2(0.851g, 10mmol)를 첨가하여 격렬히 교반하면서 상온에서 완전히 용해시킨다. 반응은 질소 대기 하에 수행된다. 이어서 57% HI 수용액(3.29ml, 25mmol)을 DMSO(25ml)에 녹인 용액을 천천히 첨가한다. 첨가가 완전히 끝난 후 상온에서 10분간 더 교반한다. 박막 크로마토그래피를 이용하여 반응이 완결됨을 확인한 후, 유기 용매로 추출한다. 무수 황산 마그네슘으로 건조하고 용매를 제거하여 얻은 혼합물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 4-요오도벤조페논(수율: 88%)을 수득하였다.DMSO (25 ml) was added to a three-necked flask, and 4-aminobenzophenone (0.986 g, 5 mmol) and KNO 2 (0.851 g, 10 mmol) were added and dissolved completely at room temperature with vigorous stirring. The reaction is carried out under a nitrogen atmosphere. Then add a solution of 57% HI aqueous solution (3.29ml, 25mmol) in DMSO (25ml) slowly. After the addition is completed, the solution is further stirred at room temperature for 10 minutes. After confirming that the reaction was completed using thin layer chromatography, the mixture was extracted with an organic solvent. The mixture obtained by drying over anhydrous magnesium sulfate and removing the solvent was purified by column chromatography to give 4-iodobenzophenone (yield: 88%).
1H-NMR (CDCl3): δ 7.36 (t, 2H), 7.45 (t, 1H), 7.47 (d, 2H), 7.70 (d, 2H), 7.74 (d, 2H) 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.36 (t, 2H), 7.45 (t, 1H), 7.47 (d, 2H), 7.70 (d, 2H), 7.74 (d, 2H)
실시예 4Example 4
4-요오도벤조페논의 합성: 브로모디메틸설포니움 요오다이드를 사용하는 방법Synthesis of 4-iodobenzophenone: How to Use Bromodimethylsulfonium Iodide
삼구 플라스크에 DMSO(25ml)를 넣고, 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol)과 KNO2(0.851g, 10mmol)를 첨가하여 격렬히 교반하면서 상온에서 완전히 용해시킨다. 반응은 질소 대기 하에 수행된다. 이어서 47% HBr 수용액(2.31ml, 20mmol)을 DMSO(25ml)에 녹인 용액과 KI(4.15g, 25mmol)를 DMSO(25ml)에 녹인 용액을 동시에 천천히 첨가한다. 첨가가 완전히 끝난 후 상온에서 10분간 더 교반한다. 박막 크로마토그래피를 이용하여 반응이 완결됨을 확인한 후, 유기 용매로 추출한다. 무수 황산 마그네슘으로 건조하고 용매를 제거하여 얻은 혼합물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 4-요오도벤조페논(수율: 90%)을 수득하였다.DMSO (25 ml) was added to a three-necked flask, and 4-aminobenzophenone (0.986 g, 5 mmol) and KNO 2 (0.851 g, 10 mmol) were added and dissolved completely at room temperature with vigorous stirring. The reaction is carried out under a nitrogen atmosphere. Then, a solution of 47% HBr aqueous solution (2.31ml, 20mmol) dissolved in DMSO (25ml) and KI (4.15g, 25mmol) dissolved in DMSO (25ml) are added slowly. After the addition is completed, the solution is further stirred at room temperature for 10 minutes. After confirming that the reaction was completed using thin layer chromatography, the mixture was extracted with an organic solvent. The mixture obtained by drying over anhydrous magnesium sulfate and removing the solvent was purified by column chromatography to give 4-iodobenzophenone (yield: 90%).
1H-NMR (CDCl3): δ 7.36 (t, 2H), 7.45 (t, 1H), 7.47 (d, 2H), 7.70 (d, 2H), 7.74 (d, 2H) 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.36 (t, 2H), 7.45 (t, 1H), 7.47 (d, 2H), 7.70 (d, 2H), 7.74 (d, 2H)
실시예 5Example 5
2,4-디플루오로-1-요오도벤젠의 합성: 요오도디메틸설포니움 요오다이드와 제일구리 요오다이드를 사용하는 방법Synthesis of 2,4-difluoro-1-iodobenzene: using iododimethylsulfonium iodide and cuprous iodide
삼구 플라스크에 DMSO(30ml)를 넣고, 2,4-디플루오로아닐린(1.29g, 10mmol)과 KNO2(1.72g, 20mmol)를 첨가하여 격렬히 교반하면서 상온에서 완전히 용해시킨다. 반응은 질소 대기 하에 수행된다. 이어서 57% HI 수용액(6.38ml, 50mmol)과 CuI(1.92g, 20mmol)를 DMSO(30ml)에 녹인 용액을 천천히 첨가한다. 첨가가 완전히 끝난 후 상온에서 10분간 더 교반한다. 박막 크로마토그래피를 이용하여 반응이완결됨을 확인한 후, 유기 용매로 추출한다. 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후 용매를 제거하여 얻은 혼합물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 2,4-디플루오로-1-요오도벤젠(수율: 92%)을 수득하였다. 동일 반응에서 CuI를 첨가하지 않은 경우에는 최종화합물인 2,4-디플루오로-1-요오도벤젠을 수율 85%로 수득하였다.DMSO (30 ml) was added to a three-necked flask, and 2,4-difluoroaniline (1.29 g, 10 mmol) and KNO 2 (1.72 g, 20 mmol) were added to dissolve completely at room temperature with vigorous stirring. The reaction is carried out under a nitrogen atmosphere. Then, a solution of 57% HI aqueous solution (6.38 ml, 50 mmol) and CuI (1.92 g, 20 mmol) dissolved in DMSO (30 ml) is slowly added. After the addition is completed, the solution is further stirred at room temperature for 10 minutes. After confirming that the reaction is completed by using thin layer chromatography, the mixture is extracted with an organic solvent. The mixture obtained by drying over anhydrous magnesium sulfate and then removing the solvent was purified by column chromatography to give 2,4-difluoro-1-iodobenzene (yield: 92%). When CuI was not added in the same reaction, the final compound 2,4-difluoro-1-iodobenzene was obtained in a yield of 85%.
1H-NMR (CDCl3): δ 6.51 (d, 1H), 6.44 (s, 1H), 7.60 (d, 1H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 6.51 (d, 1H), 6.44 (s, 1H), 7.60 (d, 1H).
실시예 6Example 6
2,4-디플루오로-1-요오도벤젠의 합성: 브로모디메틸설포니움 요오다이드를 사용하는 방법Synthesis of 2,4-difluoro-1-iodobenzene: method using bromodimethylsulfonium iodide
삼구 플라스크에 DMSO(30ml)를 넣고, 2,4-디플루오로아닐린(1.29g, 10mmol)과 KNO2(1.72g, 20mmol)를 첨가하여 격렬히 교반하면서 상온에서 완전히 용해시킨다. 반응은 질소 대기 하에 수행된다. 이어서 47% HBr 수용액(4.62ml, 40mmol)을 DMSO(30ml)에 녹인 용액과 KI(8.30g, 50mmol)를 DMSO(30ml)에 녹인 용액을 동시에 천천히 첨가한다. 첨가가 완전히 끝난 후 상온에서 10분간 더 교반한다. 박막 크로마토그래피를 이용하여 반응이 완결됨을 확인한 후, 유기 용매로 추출한다. 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후 용매를 제거하여 얻은 혼합물을 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 2,4-디플루오로-1-요오도벤젠(수율: 90%)을 수득하였다.DMSO (30 ml) was added to a three-necked flask, and 2,4-difluoroaniline (1.29 g, 10 mmol) and KNO 2 (1.72 g, 20 mmol) were added to dissolve completely at room temperature with vigorous stirring. The reaction is carried out under a nitrogen atmosphere. Then, a solution of 47% HBr aqueous solution (4.62ml, 40mmol) dissolved in DMSO (30ml) and KI (8.30g, 50mmol) dissolved in DMSO (30ml) are added slowly. After the addition is completed, the solution is further stirred at room temperature for 10 minutes. After confirming that the reaction was completed using thin layer chromatography, the mixture was extracted with an organic solvent. The mixture obtained by drying over anhydrous magnesium sulfate and then removing the solvent was purified by column chromatography to give 2,4-difluoro-1-iodobenzene (yield: 90%).
1H-NMR (CDCl3): δ 6.51 (d, 1H), 6.44 (s, 1H), 7.60 (d, 1H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 6.51 (d, 1H), 6.44 (s, 1H), 7.60 (d, 1H).
실시예 7Example 7
2,6-디메틸요오도벤젠의 합성:Synthesis of 2,6-dimethyliodobenzene:
출발물질로 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol) 대신에 2,6-디메틸아닐린(0.606g, 5.0mmol)을 사용하는 외에는 실시예 4와 같은 방법으로 2,6-디메틸요오도벤젠(수율: 89%)을 수득하였다.Except for using 2,6-dimethylaniline (0.606g, 5.0mmol) instead of 4-aminobenzophenone (0.986g, 5mmol) as starting material 2,6-dimethyliodobenzene (yield) in the same manner as in Example 4 : 89%) was obtained.
1H-NMR (CDCl3): δ 2.35 (s, 6H), 6.69 (d, 2H), 7.01 (t, 1H) 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 2.35 (s, 6H), 6.69 (d, 2H), 7.01 (t, 1H)
실시예 8Example 8
1-요오도-2-메톡시-5-니트로벤젠의 합성:Synthesis of 1-iodo-2-methoxy-5-nitrobenzene:
출발물질로 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol) 대신에 2-메톡시-5-니트로아닐린(0.840g, 5.0mmol)을 사용하는 것 외에는 실시예 3에서와 같은 방법으로 1-요오도-2-메톡시-5-니트로벤젠(수율: 93%)을 수득하였다.1-iodo- in the same manner as in Example 3, except that 2-methoxy-5-nitroaniline (0.840 g, 5.0 mmol) was used instead of 4-aminobenzophenone (0.986 g, 5 mmol) as a starting material. 2-methoxy-5-nitrobenzene was obtained (yield: 93%).
1H-NMR (CDCl3): δ 3.76 (s, 3H), 6.85 (d, 1H), 8.09 (d, 1H), 8.46 (s, 1H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 3.76 (s, 3H), 6.85 (d, 1H), 8.09 (d, 1H), 8.46 (s, 1H).
실시예 9Example 9
1-요오도-4-니트로벤젠의 합성:Synthesis of 1-iodo-4-nitrobenzene:
출발물질로 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol) 대신에 4-니트로아닐린(0.691g, 5.0mmol)을 사용하는 것 외에는 실시예 4에서와 같은 방법으로 1-요오도-4-니트로벤젠(수율: 89%)을 수득하였다.Except for using 4-nitroaniline (0.691g, 5.0mmol) instead of 4-aminobenzophenone (0.986g, 5mmol) as a starting material 1-iodo-4-nitrobenzene ( Yield: 89%).
1H-NMR (CDCl3): δ 7.88 (d, 2H), 8.01 (d, 2H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.88 (d, 2H), 8.01 (d, 2H).
실시예 10Example 10
2-요오도안트라센의 합성:Synthesis of 2-iodoanthracene:
출발물질로 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol) 대신에 2-아미노안트라센 (0.966g, 5.0mmol)을 사용하는 것 외에는 실시예 4에서와 같은 방법으로 2-요오도안트라센(수율: 86%)을 수득하였다.2-iodoanthracene (yield: 86%) in the same manner as in Example 4 except that 2-aminoanthracene (0.966 g, 5.0 mmol) was used instead of 4-aminobenzophenone (0.986 g, 5 mmol) as a starting material. ) Was obtained.
1H-NMR (CDCl3): δ 7.39 (t, 2H), 7.64 (d, 1H), 7.95 (d, 1H), 7.91 (d, 2H), 8.16 (s, 1H), 8.22 (s, 1H), 8.32 (s, 1H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.39 (t, 2H), 7.64 (d, 1H), 7.95 (d, 1H), 7.91 (d, 2H), 8.16 (s, 1H), 8.22 (s, 1H ), 8.32 (s, 1 H).
실시예 11Example 11
2-요오도안트라퀴논의 합성:Synthesis of 2-iodoanthraquinone:
출발물질로 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol) 대신에 2-아미노안트라퀴논 (1.116g, 5.0mmol)을 사용하는 것 외에는 실시예 4에서와 같은 방법으로 2-요오도안트라퀴논(수율: 90%)을 수득하였다.The 2-iodoanthraquinone (yield: yield: the following procedure was used in the same manner as in Example 4 except for using 2-aminoanthraquinone (1.116g, 5.0mmol) instead of 4-aminobenzophenone (0.986g, 5mmol) as starting material. 90%) was obtained.
1H-NMR (CDCl3): δ 7.55 (t, 2H), 7.57 (d, 1H), 7.80 (d, 2H), 7.93 (d, 1H), 8.18 (s, 1H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.55 (t, 2H), 7.57 (d, 1H), 7.80 (d, 2H), 7.93 (d, 1H), 8.18 (s, 1H).
실시예 12Example 12
2-요오도-3-니트로피리딘의 합성:Synthesis of 2-iodo-3-nitropyridine:
출발물질로 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol) 대신에 2-아미노-3-니트로피리딘(0.696g, 5.0mmol)을 사용하는 것 외에는 실시예 3에서와 같은 방법으로 2-요오도-3-니트로피리딘(수율: 90%)을 수득하였다.2-iodo-3 in the same manner as in Example 3 except for using 2-amino-3-nitropyridine (0.696 g, 5.0 mmol) instead of 4-aminobenzophenone (0.986 g, 5 mmol) as starting material. Nitropyridine (yield: 90%) was obtained.
1H-NMR (CDCl3): δ 7.76 (t, 1H), 8.49 (d, 1H), 8.86 (d, 1H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.76 (t, 1H), 8.49 (d, 1H), 8.86 (d, 1H).
실시예 13Example 13
5-요오도살리실산의 합성:Synthesis of 5-iodosalicylic Acid:
출발물질로 4-아미노벤조페논(0.986g, 5mmol) 대신에 5-아미노살리실산(0.766g, 5.0mmol)을 사용하는 것 외에는 실시예 3에서와 같은 방법으로 5-요오도살리실산(수율: 94%)을 수득하였다.5-iodosalicylic acid (yield: 94%) in the same manner as in Example 3 except that 5-aminosalicylic acid (0.766 g, 5.0 mmol) was used instead of 4-aminobenzophenone (0.986 g, 5 mmol) as a starting material. ) Was obtained.
1H-NMR (CDCl3): δ 6.61 (d, 1H), 6.67 (d, 1H), 7.14 (s, 1H). 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 6.61 (d, 1H), 6.67 (d, 1H), 7.14 (s, 1H).
본 발명에 따르면, 모든 방향족 아민 화합물의 요오다이드 치환 반응이 가능하고, 온화한 반응 조건하에서 (예를 들면, 상온에서 10분 내외) 1단계 공정으로 이루어지므로 제조방법이 간단하며, 별도의 장치비용이 필요 없이 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the iodide substitution reaction of all aromatic amine compounds is possible, and is made in a one-step process under mild reaction conditions (for example, about 10 minutes at room temperature), the manufacturing method is simple, and a separate apparatus cost There is an effect that can minimize the environmental pollution without this need.
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