KR20040083075A - 피톤의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피톤 및 비타민 E 제조에 유용한 신규한 중간체 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
비타민 E는 오랫동안 많은 다양한 방법을 이용하여 화학적으로 제조되어 왔다. 일반적으로 이 비타민은 하기 화학 구조를 갖는 피톤이라고 공지된 중간체 화합물로부터 제조된다.
피톤
유럽특허 제0 544 588호는 다중불포화 알릴 알콜 유도체를 축합시켜 비타민 E를 제조하는 방법을 개시한다. 미국특허 제3,867,408호는 피톤 제조에 사용될 수 있는 신규한 케탈 화합물의 제조를 개시하는데 상기 피톤은 그 다음 차례로 비타민 E 제조에 중간체가 된다.
본 발명자들은 이제 피톤 합성에 중간체로 사용될 수 있는, 그리고 원하는경우에는 비타민 E 합성에 중간체로 사용될 수 있는 신규 화합물을 합성하였다.
본 발명은 피톤 및/또는 비타민 E 제조에 유용한 중간체 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명은 하기 화학식(II) 화합물을 촉매 및 극성 용매 존재하에 하기 화학식(III) 화합물과 반응시키는 것을 포함하는, 하기 화학식(I) 화합물의 제조 방법을 제공한다.
화합물(I)은 신규 화합물이고 본 발명의 다른 양태를 형성한다.
화합물(I)의 제조는 극성 용매 존재하에서 실시된다. 적합한 용매로는 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸 피롤리돈 및 디메틸 설폭시드와 같은 비양성자성 극성 용매가 포함된다. 바람직한 용매는 디메틸아세트아미드 이다. 이 용매는 0.01 내지 5 mol/ℓ, 바람직하게는 0.1 내지 1 mol/ℓ의 농도로 존재할 수 있다.
필수적인 것은 아니나, 용매에 물이 첨가될 수 있다. 용매에 물이 첨가되는 경우, 이 물의 농도는 적합하기로는 10 내지 50 부피%이다.
상기 방법은 촉매 존재하에 수행된다. 적합한 촉매로는 양이온성 2가 루테늄 복합체가 포함된다. 바람직한 촉매는 사이클로펜타디에닐 루테늄 헥사플루오로포스페이트 트리스-아세토니트릴이다.
본 발명의 바람직한 양태는 촉매 용액에 반응물을 부가하는 것을 포함한다. 이 방법은 반응물의 분해를 억제하기 위해 바람직하다.
상기 방법은 극성 용매와 혼합되지 않는 제2의 용매 존재하에 수행될 수도 있다. 이 조건을 성취하는 용매로는 비극성 용매가 포함된다. 적합한 비극성 용매로는 톨루엔, 벤젠 및 크실렌과 같은 방향족 탄화수소; 펜탄, 헵탄, 헥산 및 옥탄과 같은 지방족 탄화수소; 그리고 탄화수소 용매와 에테르의 단일상 혼합물이 포함된다. 제2 용매는 촉매 극성상과 비교하여 0.01 내지 10 부피비, 바람직하게는 0.5 내지 2 부피비로 존재할 수 있다.
상기 방법은 20 내지 100℃, 바람직하게는, 20 내지 60℃의 온도 및 대기압 또는 상승된 압력하에서 수행될 수 있다. 바람직하게는, 대기압에서 반응이 수행된다.
화합물 (III)은 부반응 산물의 생성을 피하기 위해 반응 매질에 서서히 가해지는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 화학식 (I)의 화합물은 피톤 합성의 출발물질로 사용되기에 특히 적합하다. 따라서, 본 발명의 다른 양태에 따르면 (a) 하기화학식의 화합물을 가수분해하여 가수분해 산물을 생성하는 제1단계;
및 (b) 상기 가수분해 산물을 수소화하는 제2단계를 포함하는 피톤의 제조 방법이 제공된다.
상기 방법의 제1단계, 즉, 가수분해 단계는 설폰산, 황산 또는 염산과 같은 산 촉매를 사용하여 수행하는 것이 적합하다. 촉매는 화학식 (I)의 화합물과 비교하여 0.001 내지 0.5 몰당량, 바람직하게는 0.05 내지 0.1 몰당량의 양으로 존재할 수 있다.
상기 가수분해는 또한 톨루엔 또는 에테르, 예를 들어, 디에틸 에테르 또는 테트라하이드로푸란과 같은 유기 용매 존재하에서 적합하게 수행될 수도 있다. 반응 온도는 - 50 내지 + 150℃, 바람직하게는 20 내지 100℃일 수 있다.
가수분해 단계의 생성물을 그 다음에 수소화된다. 수소화는 수소 가스와 금속 또는 금속염 존재하에 적합하게 수행된다. 적합한 금속 및 금속염으로는, 선택적으로 철, 망간, 코발트, 구리, 아연 또는 크로뮴 존재하 레이니 니켈(니켈/알루미늄 합금); 아세트산 존재하 아연; 염화주석; 몰리브데늄(III) 염이 포함된다. 상기 반응은 또한 차콜과 같은 적합한 불활성 지지체에 고정될 수 있는 팔라듐 또는 플래티늄 존재하에 수행될 수도 있다. 수소화는 차콜과 같은 불활성 지지체상의 팔라듐 존재하에 수행되는 것이 바람직하다. 사용되는 금속 또는 금속염의 양은 일반적으로 0.01 내지 3 몰당량, 바람직하게는 0.05 내지 2 몰당량이다.
상기 수소화 단계는 메탄올 또는 에탄올과 같은 알콜; 선형 또는 예컨대 테트라하이드로푸란과 같은 환형 에테르; 및 방향족 탄화수소로부터 선택될 수 있는 용매에서 일반적으로 실행된다. 바람직한 용매는 에테르, 특히 테트라하이드로푸란이다.
수소화 단계의 반응 온도는 일반적으로 20 내지 150℃, 바람직하게는 20 내지 90℃이고, 1 내지 50 바, 바람직하게는 5 내지 10 바 압력의 가스가 일반적으로 사용된다.
가수분해와 수소화는 두개의 별도의 단계로 수행될 수도 있고 반응 시스템내에서 하나의 단계로 결합될 수도 있다.
피톤의 제조 방법은 반응 화합물들의 완전한 반응을 촉진하기 위해 30 분 내지 24 시간, 바람직하게는 30 분 내지 6 시간 동안 전술한 반응 조건에서 적합하게 수행된다.
비타민 E는 본 발명의 방법에 의해 이용가능하게 된 피톤으로부터 합성될 수 있다.
지금부터 하기 실시예를 참조로하여 본 발명을 예시한다:
실시예 1: 화합물 (I)의 제조
아르곤 존재하에 22 mg의 촉매를 750 마이크로리터의 디메틸 아세트아미드와 250 마이크로리터의 물 혼합액(소위 더 극성상 용액)에 용해시켰다. 그 결과 생성된 용액을 60℃로 가열하였다. 그 다음에 헵탄 용액 1 ml(63 mg의 화합물 (II)와 77 mg의 화합물 (III) 포함)를 90분에 걸쳐 서서히 가하였다. 이 용액을 60℃에서 3시간 동안 추가로 교반한 후 20℃로 냉각하였다. 극성상으로부터 헵탄상이 분리하였고 순수한 펩탄 1 ml를 극성상에 가하였다. 그 결과 생성된 혼합물을 20℃에서 15분간 교반하여 헵탄상을 분리하였다. 이 과정을 4회 반복하였다: 4개의 헵탄상을 수집하였다; 헵탄을 증발시키고, 남은 오일상 잔류물을 실리카겔 크로마토그래피(전개액: 펩탄/디에틸 에테르 = 2/1 부피)를 이용하여 정제하였다. 순수한 화합물 (I)이 황색 오일로 수득되었다. 수율: 84 밀리그램 (60%)
실시예 2: 피톤의 제조
하기 양을 사용하여, 실시예 1에서 얻은 화합물로부터 두 단계로 피톤을 제조하였다:
화합물 | 함량 | 몰량 | 밀리몰 |
화합물 I | 0.689 g | 280 | 2.46 |
톨루엔 | 30 ml | 92 | - |
APTS.H2O | 0.01 g | 190.22 | 0.053 (0.02 당량) |
에탄올 | 15 ml | 46 | - |
탄소상의 팔라듐(Pd on C) 5% w/w | 0.117 g | 106.42 | 0.055 (0.02 당량) |
APTS.H2O는 파라-톨루엔 설폰산 일수화물이다.
화합물 (I), 톨루엔 및 일수화 APTS를 25 ml 둥근바닥 플라스크에 넣고 톨루엔을 원활하게 환류시키면서 3시간 동안 두어 반응하도록 하였다. 그 다음에 탄산나트륨 포화수용액 10 ml를 가하고 그 결과 생성된 생성물을 에테르로 3회 추출하였다. 에테르를 증류시킨 후, 얻은 잔류물을 즉시 팔라듐-블랙을 함유하는 유리 바이알에 두었고, 아르곤 분위기에서 에탄올을 가하였다. 이 바이알을 스테인레스 스틸 오토클레이브에 두었다. 이 오토클레이브를 밀봉하고 수소로 퍼지하였다. 수소 압력을 5 ± 0.2 바로 고정하고 내용물을 진탕시켰다. 주위 온도로 6시간 동안 수소화 반응을 지속시켰다. 그 다음에, 오토클레이브를 가스를 빼고 그 내용물을 여과 셀라이트를 함유하는 작은 컬럼에 부었다. 이 컬럼을 에탄올로 세척하고 여과물을 농축하였다. 0.587 g 무게의 피톤을 수득하였다. 생성물의 수율은 89% 이었고 순도는 95%이었다.
실시예 3: 피톤의 제조
하기의 양을 사용하여 실시예 1로부터 얻은 화합물로부터 한 단계로 피톤을 제조하였다:
화합물 | 함량 | 몰량 | 밀리몰 |
화합물 I | 138 mg | 280 | 0.493 |
테트라하이드로푸란 | 2 ml | 72 | - |
황산 (물중 96%) | 7 mg | 98 | 0.07 (0.14 당량) |
탄소상의 팔라듐(Pd on C) 5% w/w | 105 mg | 106.42 | 0.049 (0.1 당량 Pd) |
상기 반응은, 65℃(오토클레이브 외부 가열)에서 1.5 시간 동안 수소압력 5 바하에 스테인레스 스틸 오토클레이브에 둔 5 ml 유리 플라스크에서 실행되었다. 압력을 내리고 아르곤으로 퍼지한 다음 오토클레이브를 개방하였다. 분석(만일 조 샘플인 경우에는 여과 후 에테르 및 물로 처리한 다음) 결과 95%를 넘는 피톤을 수득하였다.
Claims (13)
- 하기 화학식(II) 화합물을 촉매 및 극성 용매 존재하에 하기 화학식(III) 화합물과 반응시키는 것을 포함하는, 하기 화학식(I) 화합물의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 극성 용매가 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭시드 또는 N-메틸 피롤리돈으로부터 선택되는 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 촉매가 사이클로펜타디에닐 루테늄 헥사플루오로포스페이트 트리스-아세토니트릴과 같은 양이온성 2가 루테늄 복합체 또는 펜타메틸-사이클로펜타디에닐 루테늄 헥사플루오로포스페이트 트리스-아세토니트릴로부터 선택되는 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 용매와 혼합되지 않는 제2용매 존재하에 수행되는 제조 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 제2 용매가 지방족 또는 방향족 탄화수소로부터 선택되는 비극성 용매인 제조 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 20 내지 100℃ 및 대기압하에서 수행되는 제조 방법.
- 하기 구조식으로 특징되는 신규 화합물.
- (a) 제6항에서 청구한 화합물을 가수분해하여 가수분해 생성물을 제조하는 제1단계; 및 (b) 상기 (a) 단계의 가수분해 생성물을 수소화하는 제2단계를 포함하는 피톤의 제조 방법.
- 제8항에 있어서, 제1단계가 설폰산, 황산 및 염화수소로부터 선택되는 산 촉매 존재하에 수행되는 제조 방법.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 제1단계가 유기 탄화수소 및 에테르로부터 선택되는 유기 용매 존재하에 수행되는 제조 방법.
- 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2단계가 수소 및, 팔라듐 또는 플래티늄; 선택적으로 철, 망간, 코발트, 구리, 아연 또는 크로뮴 존재하 레이니 니켈; 아세트산 존재하 아연; 염화주석; 및 몰리브데늄(III) 염으로부터 선택된 금속 또는 금속염 존재하에 수행되는 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 촉매가 차콜상에 지지된 팔라듐인 제조 방법.
- 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 의해 피톤이 제조되는 것을 특징으로 하는, 피톤으로부터 얻은 비타민 E.
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