KR20080017055A - 다수의 산소-함유 고리를 포함하는 테트라하이드로피란유도체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 추가의 산소-함유 고리를 포함하는 테트라하이드로피란 유도체의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 2 개의 테트라하이드로피란 고리 또는 하나 이상의 테트라하이드로피란 고리 및 디옥산 고리를 포함하는 화합물이 제조된다. 본 발명에서, 알데히드 및/또는 고리-닫기 반응을 이용한 축합반응이 이용된다. 본 발명의 제조방법은 둘 이상의 O-헤테로시클릭 고리를 함유하는 신규한 테트라하이드로피란 화합물에 관한 것이다.

테트라하이드로피란, 액정물질, O-헤테로시클릭, 디옥산

Description

다수의 산소-함유 고리를 포함하는 테트라하이드로피란 유도체 및 그 제조방법{TETRAHYDROPYRANE DERIVATIVES COMPRISING SEVERAL RINGS CONTAINING OXYGEN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 하나 이상의 추가의 산소-함유 고리를 포함하는 테트라하이드로피란 유도체의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 두 개의 테트라하이드로피란 고리 또는 하나 이상의 테트라하이드로피란 고리 및 하나 이상의 디옥산 고리를 포함하는 화합물이 제조된다. 알데히드의 축합 및/또는 고리-닫기 반응이 본 발명에 이용된다. 상기 제조방법으로 두 개 이상의 O-헤테로시클릭 고리를 함유하는 신규한 테트라하이드로피란 화합물이 얻어진다.

분자의 중심 구성요소로서 테트라하이드로피란을 포함하는 화합물은 예를 들어, 약제 또는 메소제닉(mesogenic) 또는 액정 화합물의 천연 또는 합성 방향족 물질의 성분으로서 또는 이러한 물질의 합성을 위한 전구체로서 유기화학에서 중요한 역할을 한다.

액정 물질은 주로 막대기 형태의 전체 구조 안에 1,4-치환된 시클로헥산 고 리를 포함한다. 이러한 시클로헥산 고리가 임의의 바람직한 배향을 갖는 2,5-치환된 테트라하이드로피란 단위로 교체되는 경우, 전기적으로 음성인 산소원자의 배향에 따라 분자의 전체 물성에 대한 이로운 변화가 얻어질 수 있다. 특히, 양(Δε > 0) 및 음(Δε < 0)의 유전성 화합물 모두의 경우에 있어서 이방성 전기상수(Δε)가 증가될 수 있다.

양의 값 Δε의 예가 EP 1482019 A1호에 개시되어 있으며, EP 0967261 A1호에 개시된 화합물에서 음의 값의 Δε가 동일하게 증가됨을 발견하였다. Δε의 절대값의 특정한 감소는 마찬가지로 각각 반대의 배향을 갖는 테트라하이드로피란 단위에 의해 예상 가능한 것이다.

양의 Δε의 증가는, 예를 들어, IPS 형(IPS: in plane switching) 액정 디스플레이로서의 적용에 유리하며, 음의 Δε의 증가는 VA 형(VA: vertical alignment)의 액정 디스플레이에 유리하다.

DE 3306960 A1, DE 10353658 A1, DE 10353656 A1, DE 10359469 A1, DE 10318420 A1 및 EP 1482021 A1 및 상기 언급된 참고문헌에서는 액정 분자 구조의 구성 성분으로서 2,5-치환된 테트라하이드로피란 고리를 개시하고 있다. 구조적인 흥미에도 불구하고, 테트라하이드로피란 고리와 같은 헤테로시클릭 구조의 합성은 쉽지 않은 문제이다. 따라서, 이러한 화합물의 장점이 모두 적절하게 알려진 것은 아니며, 구조적 변형의 가능성의 여지가 아직 남아 있다.

특히, 지금까지는 추가의 디옥산 고리와 테트라하이드로피란 고리의 조합에 관하여 DE 102004025808 A1호와 관련한 메소제닉 성질에 대해서만 언급되었다. 2 이상의 디옥산 및 테트라하이드로피란 고리를 함유하는 화합물은 액정으로서 알려져 있지 않다. 2개 이상의 O-헤테로시클릭 고리(즉, 디옥산 또는 테트라하이드로피란)를 함유하는 현재까지 알려진 액정 또는 메소제닉 물질은 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH₂CH₂CF₂O-, 또는 -CF₂OCH₂CH₂-와 같은 불소화된 기로 구성되는, 임의의 사슬 형태의 연결 원소(이하, Z¹ 내지 Z⁶)를 함유하지 않는다. DE 102004025808 A1호에서, 상기 피란 고리 및 상기 디옥산 고리는 항상 서로 직접 연결된다.

따라서, 본 발명의 목적은 테트라하이드로피란 고리 및 추가의 테트라하이드로피란 고리 또는 디옥산 고리를 함유하는, 바람직한 물리적 및 화학적 성질을 갖는 이미 알려진 메소제닉 또는 액정 물질로의 합성적인 접근을 개선하고자 하는 것이며, 이들을 액정 혼합물에서 사용하기 위해 이러한 구조 형태의 신규한 액정 물질을 제조하고자 하는 것이다.

이러한 목적은 하기 화학식 I의 화합물 및 그 제조방법에 의해 본 발명에 따라 달성되었다:

상기 식에서,

B는

를 나타내며,

a, b, c, d, e, f는 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내며, 이때, a + b + c + d + e + f는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고, c + d는 0이 아니며;

A¹, A², A³, A⁴, A⁵, A⁶은 서로 독립적으로 동일하거나 또는 상이한 것으로서, 또한, 회전 형태 또는 거울상 형태일 수 있으며,

를 나타내며, 이때 1 내지 2개의 C 원자는 임의로 N,

로 교체되며,

단, A¹, A², A³, A⁴, A⁵, A⁶ 중 하나 이상의 고리 시스템은 C 또는 B를 나타내며; 여기서

C는

를 나타내며,

Y¹, Y² 및 Y³는 서로 독립적으로 H, 할로겐, CN, C_{1 -6}-알카닐, C_{2 -6}-알케닐, C_{2 -6}-알키닐, -OC_{1 -6}-알카닐, -OC_{2 -6}-알케닐 또는 -OC_{2 -6}-알키닐을 나타내며, 상기 지방족 라디칼은 비치환된 또는 할로겐으로 모노 또는 폴리 치환되며;

Z³, Z⁴는 단일결합, -CH=CH- 또는 -CH₂CH₂-를 나타내며;

Z¹, Z², Z⁵, Z⁶은 단일결합, 비치환된 또는 F 및/또는 Cl에 의해 모노 또는 폴리 치환된 1 내지 6개의 탄소원자를 갖는 알킬렌 가교를 나타내거나, -CH=CH-, -C≡C-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂CF₂O-, 또는 -CF₂OCH₂CH₂-를 나타내며;

n1은 0, 1, 2, 3 또는 4이며;

n2 및 n3는 서로 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이며;

n4는 0, 1 또는 2이며;

W¹은 -CH₂-, -CF₂- 또는 -O-를 나타내며;

R¹은 H, 비치환된 또는 CN으로 모노 치환된, 또는 할로겐으로 모노- 또는 폴리 치환된 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 알킬 기를 나타내며, 여기서, 또한, 이러한 라디칼에서 하나 이상의 CH₂ 기가 서로 독립적으로, 사슬 내의 헤테로원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -C≡C-, -CH=CH-, -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-에 의해 교체될 수 있으며;

R²는 H, 할로겐, CN, NCS, SF₅, CF₃, OCF₃, NH₂, 비치환된 또는 -CN에 의해 모노 치환된, 또는 할로겐으로 모노- 또는 폴리 치환된 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 알킬 기를 나타내며, 여기서, 또한, 이러한 라디칼에서 하나 이상의 CH₂기는 서로 독립적으로, 사슬 내의 헤테로원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -C≡C-, -CH=CH-, -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 교체될 수 있다.

본 발명의 주요한 측면은 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물의 간단한 제조방법을 포함한다. 본 발명에 따른 방법을 반응식 1에 요약하였으며, 이하 상세히 설명하고자 한다. 여기서 MES 및 MES'는 메소제닉 잔기를 나타내며, 이는 예를 들어, 화학식 MES = R¹-(A¹-Z¹)_a-(A²-Z²)_b-(A³-Z³)_c- 또는 MES'= R²-(A⁶-Z⁶)_f-(A⁵-Z⁵)_e-(A⁴-Z⁴)_d-의 잔기에 의해 재현되며, 여기서, Z¹ 내지 Z⁶, A¹ 내지 A⁶, a 내지 f, R¹ 및 R²는 화학식 I에 정의된 바와 같다. MES 및 MES'은 마찬가지로 최종 구조를 나타내는 수 개의 반응단계에서 유도될 수 있는 잔기를 나타내며 이는, 이에 따라, 원하는 목적 화합물의 합성 전구체에 상응하는 것이다. 예를 들어, MES는 1,3-디옥산 고리의 형성을 위한 전구체로서 1,3-디올 기를 함유할 수 있다. MES 및 MES' 잔기 중 하나 이상은 추가의 O-헤테로시클릭 고리(1,3-디옥산-2,5-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일)를 함유하며, 이는 전체적으로 하나 이상의 피란 고리가 분자 내에 존재함을 의미한다. 반응식 1의 반응으로 인해 출발물질로부터 직접 또는 중간체를 거쳐 화학식 I의 생성물이 야기된다. 상기 고리-닫기 복분해(metathesis)는 일반적으로, 예를 들어, 디하이드로피란 고리 형성시 형성되는 이중결합의 촉매 수소화에 의한 것이다.

화합물 I 제조방법의 개요

화학식 I의 화합물 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은,

a) 반응식

와 같이 디올 및 알데히드를 서로 축합하여 디옥산 화합물

을 얻거나 또는

b) 디엔 화합물

을 올레핀 복분해에 의해 고리화시켜 피란

을 얻고, 이어서 수소화하여 I를 얻거나, 또는

c) 엔인(enyne) 에테르

를 상기 엔인의 올레핀 고리-닫기 복분해에 의해 고리화하여 피란 화합물

을 얻고, 후속적으로 수소화에 의해 화학식 I의 화합물로 전환시키거나, 또는

d) 2-치환된 3-부테닐알콜(호모알릴 알콜) 및 화학식

의 알데 히드를 반응시켜 화학식

의 피란 유도체 중 하나를 얻은 다음, (환원성) 제거 및/또는 수소화에 의해 하나 이상의 단계를 거쳐 화학식 I의 화합물로 전환시키거나, 또는

e) 2-치환된 3-부테닐 알콜(호모알릴 알콜) 및 적어도 초기에 하이드록실 기로 보호된, 화학식

의 2-포르밀-1,3-디올을 반응시켜 화학식

의 피란 중간체 중 하나를 얻고, 화학식

의 화합물을 환원성 제거반응 또는 환원, 상기 디올의 탈보호 및 알데히드 OHC-MES'와의 반응에 의해 중간체로부터 제조하는 것을 특징으로 하며, 이때 상기 식에서, X¹은 염소, 브롬 또는 요오드를 나타내며, R³ 및 R⁴ 는 알콜의 보호기이며, MES, MES'은 메소제닉, 특히, 칼라미틱 메소제닉 또는 막대기 형태의 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 방법 a) 내지 e)의 공통적인 특징은 이들이 처음으로 다수의 O-헤테로시클릭 고리를 함유하는 테트라하이드로피란 화합물로의 간단하고 다양하게 치환 가능한 방법이라는 점이다.

화학식 I의 화합물 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은 특히,

a) 화학식 II의 디올 및 화학식 III의 알데히드를 서로 축합시켜 하기 화학식 Ia의 디옥산 화합물을 얻거나; 또는

b) 하기 화학식 IV의 화합물을 올레핀 복분해에 의해 고리화하여 하기 화학식 V의 화합물을 얻고, 이어서 수소화하여 화학식 I의 화합물을 얻거나; 또는

c) 화학식 Qa의 엔인 에테르를 상기 엔인의 올레핀 고리-닫기 복분해에 의해 고리화시켜 하기 화학식 Qb의 화합물을 얻고, 이어서, 수소화에 의해 화학식 I의 화합물로 전환시키거나; 또는

d) 하기 화학식 VI의 2-치환된 3-부테닐 알콜(호모알릴 알콜) 및 하기 화학식 VII의 알데히드를 반응시켜 하기 화학식 VIII 또는 IX의 피란 유도체를 얻은 다음, (환원성) 제거반응 및/또는 수소화에 의해 하나 이상의 단계를 거쳐 화학식 I의 화합물로 전환시키거나; 또는

e) 화학식 VI의 2-치환된 3-부테닐 알콜(호모알릴 알콜) 및 하기 화학식 X의 알데히드를 반응시켜 하기 화학식 XI 또는 XII의 중간체를 얻고, 하기 화학식 Ie의 화합물을 상기 중간체 XI 또는 XII로부터 환원성 제거반응 또는 환원, 상기 디올의 탈보호 및 알데히드 OHC-[Z⁵-A⁵]_e-[Z⁶-A⁶]_f-R²와의 반응에 의해 제조하는 것을 특징으로 한다:

상기 식에서,

X¹은 염소, 브롬 또는 요오드를 나타내며,

R³ 및 R⁴는 알콜의 보호기이며,

R¹, R², B, A¹ 내지 A⁶, a 내지 f 및 Z¹ 내지 Z⁶은 화학식 I에 나타낸 의미를 갖는다.

방법 중 a)의 바람직한 실시양태에 있어서, 상기 화학식 III의 알데히드 화합물에서 B는 화학식

의 기를 나타낸다.

용어 산소-함유 고리 및 O-헤테로사이클은, 특히, 피란 및 디옥산 고리, 특히, 상기 2,5-치환된 피란 유도체(B) 및 상기 2,5-치환된 1,3-디옥산 유도체(C)를 지칭한다. 포화된 변형물, 즉, 테트라하이드로피란 및 1,3-디옥산, 및 모노불포화된 디하이드로피란이 바람직하다. 상기 헤테로사이클은 바람직하게, 2,5-위치 이외의 위치가 비치환된 것이거나 또는 1 내지 2개의 할로겐 치환체를 포함하는 것이다.

본 발명에 따른 방법에서 얻어지는 화학식 I의 화합물은 하나 이상의 피란 고리를 포함한다. 또한, 상기 화학식 I의 화합물은 한정된 고리 위치 A¹ 내지 A⁶ 내에 하나 이상의 추가의 O-헤테로시클릭 고리를 포함한다. 변형 a)에 따른 방법에 의해 서로 일정한 배향으로 피란 고리뿐만 아니라 디옥산을 함유하는 화합물이 얻어진다. 본 발명의 다른 변형인 b)에 따라서, 추가의 사슬 원소 Z 및 A가 O-헤테로사이클들 사이에 또한 위치될 수 있다. 결합, 에틸렌 가교, 비닐렌 가교, 시클로-헥산-1,4-디일 고리, 1,3-시클로부탄-1,3-디일 고리 또는 스피로[3.3]헵탄 2,6-디일 고리가 바람직하게 두 개의 O-헤테로사이클 사이에 위치된다. 결합, 또는 에틸렌 가교, 특히 바람직하게는 단일결합이 특히 상기 고리 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

이하, 출발물질의 제조를 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 제조방법의 제 1 실시양태에 있어서, 상기 화학식 I의 화합물은 반응식 2에 나타낸 바와 같이, 위치 2에서 치환된 1,3-프로판디올 화합물과 알데히드 기의 축합 반응에 의해 제조된다. 상기 알데히드 작용기는 직접 또는 연결 원소 Z³에 의해 테트라하이드로피란 고리 B에 연결된다. 동시에, 상기 테트라하이드로피란 고리의 산소 위치는 적합한 알데히드 화합물의 선택에 따라 변화될 수 있다.

알데히드 및 디올의 축합에 의한 화학식 I(특히 Ia )의 테트라하이드로피란 -디옥산 화합물의 제조

반응식 2에 따른 바람직한 실시양태에 있어서, 상기 화학식 Ia의 디옥산 화 합물은 톨루엔에서 산 촉매 존재 하에 상기 화학식 II의 디올 및 상기 화학식 III의 알데히드로부터 제조된다. 첨가되는 산은 바람직하게, 설폰산이며, 특히 바람직하게 p-톨루엔설폰산 또는 트리플루오로메탄설폰산이다. 바람직한 방법에 있어서, 형성된 물은 표시된 반응 조건 하에서 공비 증류에 의해 반응 혼합물로부터 제거된다. 디옥산의 바람직한 생성 반응은 마찬가지로 루이스산이 촉매로 작용하는 아세탈 생성 반응이다. 특히, 촉매량의 루테늄 할라이드 또는 인듐 할라이드, 특히, RuCl₃ 및 InCl₃을 사용하는 온화한 반응이 바람직하다(문헌 [B.C Janu et al., Adv . Synth, Catal . (2004), 346, 446-50; J-Y. Qi et al., Tetr . Lett (2004), 45, 7719-21; S.K. De, R.A. Gibbs, Tetr . Lett (2004), 45, 8141-4] 참고). 온화한 반응 조건은 특히 에테르형 잔기를 갖는 화합물 및 산-민감성 기에 적합하다.

본 발명에 따른 제조방법의 제 2 실시양태에 있어서, 상기 화학식 I의 화합물은 반응식 3에서와 같이, 고리 B로서 새로운 피란 고리의 형성과 함께, 디엔 화합물 상에 고리-닫기 복분해에 의해 얻어진다. 디엔을 적절히 선택함으로써, 상기 고리 내에 다양한 산소원자의 위치를 갖는 피란 고리가 일반적으로 형성될 수 있다. 고리 닫기 후에 형성되는 불포화된 디하이드로피란은 포화된 테트라하이드로피란으로, 예를 들어 촉매 수소화에 의해 전환된다. 상기 수소화는 적합한 균질 또는 비균질 금속 촉매, 특히 전이-금속 촉매 상에서, 문헌에 공지된 방법에 의해 수행된다. 상기 고리-닫기 복분해를 위한 출발물질로서 요구되는 디엔은 바람직하 게 반응식 3a에 의해 나타낸 방법에 의해 제조된다. 하나 이상의 추가의 테트라하이드로피란 또는 디옥산 고리가 반응식 3a의 화학식에서 고리 A¹ 내지 A⁶의 위치, 바람직하게는 A³ 및/또는 A⁴ 위치에 위치된다. 결과적으로, 이러한 실시양태에 의해 제조된 화합물 Ib는 두 개 이상의 테트라하이드로피란 고리를 함유한다.

디엔의 고리 닫기 반응에 이은 이중결합의 환원에 의한 화합물 I(여기서는 Ib )의 제조( X ² = 할로겐)

화학식 XIV 및 XV의 알릴 할라이드 및 호모알릴 알콜은 각각 에테르 결합에 의해 연결된다. 에테르화는 원칙적으로 문헌에 공지된 디알킬 에테르의 생성 방법 에 의해 수행된다. 상기 알릴 할라이드 XIV의 제조를 위한 가능성 및 에테르화가 특히, EP 1482018 A1에 개시된 것이며, 이에 따른 대표적인 방법으로 본 명세서에 기술된다. 상기 호모알릴 알콜 XV의 제조를 이하 설명하고자 한다.

A³가 상기 테트라하이드로피란 고리를 나타내는 경우에, 이하 화학식 XIV의 알릴 할라이드의 합성이 바람직하며, 여기서, X²는 할로겐 또는 치환체 -OSO₂CF₃를 나타낸다(반응식 3b).

화학식 IV 의 디엔을 위한 출발물질로서 화학식 XIV 의 알릴할라이드 합성

상기 알데히드는 코레이(Corey) 방법(문헌[E.J. Corey, P.L. Fuchs, Tetr . Lett (1972), 3769)])에 의해 아세틸렌으로 전환되며 실릴포르밀화(문헌[Ojima et al., Tetrahedron (1993), 49, 5431-44]), 환원 (Ojima et al.) 및 표준 방법에 의한 할로겐화 이후에 화학식 XIV의 화합물이 얻어진다.

본 발명에 따른 제조방법의 제 3 실시양태에 있어서, 2개 이상의 테트라하이드로피란 고리를 함유하는 화학식 I의 화합물이 상응하는 치환된 엔인 에테르로부터 엔인 복분해에 의해 제조된다(반응식 4).

엔인 복분해에 의한 화학식 I(여기서는 Ic )의 테트라하이드로피란의 제조(여기서, 적어도 A ³ 또는 A ⁴ 는 2,5- 테트라하이드로피란디일을 나타내며, Met = 금속 라디칼 , 예컨대 MgBr 이다)

엔인 전구체의 고리-닫기 복분해는 EP 1482020A1에 개시된 것과 유사하게 수행된다. 하나 이상의 추가의 테트라하이드로피란 또는 디옥산 고리가 반응식 4의 화학식에서 고리 A¹ 내지 A⁶ 위치, 바람직하게는 A³ 및/또는 A⁴ 위치에 위치된다.

반응식 4에 따른 제조를 위한 필수적인 출발물질은 a)의 경우 A³가 2,5-테트라하이드로피란디일이며, b)의 경우 A⁴가 2,5-테트라하이드로피란디일이다. 테트라하이드로피란 고리를 함유하지 않은 출발물질이 EP 1482020 A1에서와 같이 제조된다. 변형 a)의 경우, 상기 알릴레이트된 테트라하이드로피란의 합성은 테트라하이드로피란 화합물의 제조를 위해 알려진 방법과 유사하게 적용된다. 변형 b)의 경우에, 다양한 방법(DE 3306960 A1)에 의해 제조될 수 있는, 포르밀테트라하이드로피란이 필요하다. 포르밀테트라하이드로피란의 가능한 제조방법은 예를 들어, 일반적으로 보다 쉽게 접근 가능한, 상응하는 카르복시산의 산화, 상응하는 카르비놀의 환원, 또는 전이-금속 촉매화를 이용한 상응하는 디하이드로피란의 하이드로포르밀화이다.

본 발명에 따른 제조방법의 제 4 실시양태에 있어서, 화학식 I의 화합물은 호모알릴 알콜과 알데히드로부터 피란 고리의 형성에 의해 제조된다. 하나 이상의 추가의 테트라하이드로피란 또는 디옥산 고리가 반응식 5의 화학식에서 고리 A¹ 내지 A⁶의 위치, 바람직하게는 A³ 및/또는 A⁴ 위치에 위치된다. 본 발명의 실시양태에 있어서, 하나 이상의 반응성 기가 추가의 테트라하이드로피란 고리 B에, 디옥산 고리에, 또는 O-헤테로씨클릭 고리를 생성하기 위해 제공되는 잔기에 바람직하게 연결된다. 이러한 유형의 기는 특히, 디옥산을 구성하기 위한 1,3-디올, (하이드로)피란 고리를 구성하기 위한 호모알릴 알콜 또는 OH-작용기에 보호기를 제공하는 이러한 기의 유도체일 수 있다. 바람직한 보호기는 벤질 에테르, 아세탈, 아실 유도체 또는 실릴 기이다. 특히 바람직한 실시양태에 있어서, 상기 반응물은 포르밀테트라하이드로피란 및 치환된 호모알릴 알콜이다. 상기 고리 형성의 1차 생성물은 할로겐(X¹ = Cl, Br, I)에 의해 치환된 화학식 VIII의 테트라하이드로피란이거나, 또는 VIII로부터 HX¹을 제거한 이에 상응하는 화학식 IX의 2차 생성물이다. 알데히드와 호모알릴 알콜의 반응은 할로겐-함유 산, 바람직하게는 할로겐 함유 루이스산과 함께 유기 용매 예를 들어, 디클로로메탄에서 수행된다. 알켄올과 알데히드의 유사한 반응이 J.O. Metzger 등의 문헌 및 본 발명에 인용된 참고문헌[Bull . Soc . Chem. Belg . (1994), 103, 393-7]에 개시되어 있다.

상기 방법은 화학식 M(X¹)_n 또는 R⁵M(X¹)_n-1의 루이스산의 존재 하에서 수행될 수 있으며, 여기서, M은 B, Al, In, Sn, Ti, Fe, Zn, Zr, Au 또는 Bi를 나타내며; X¹은 Cl, Br 또는 I를 나타내며; R⁵는 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 직쇄 또는 분지된 알킬 라디칼을 나타내며; n은 2, 3 또는 4의 정수이며, M의 형식적인 산화수와 동일하도록 선택된다.

본 발명에 따른 반응을 위해 특히 적합한 루이스산의 예는 보론, 알루미늄, 철, 아연 또는 비스무스 원소의 할라이드이다. AlCl₃ 및 BiCl₃가 예를 들어 특히 적합한 것이다. 선택적으로, 브뢴스테드 산, 예를 들어, 브롬화수소(HBr)가 또한, 루이스산 대신에 사용될 수 있다. 화학식 VIII의 중간체는 제거반응에 의해 화학 식 IX의 디하이드로피란으로 또는 환원적 제거반응에 의해 화학식 I(또는 화학식 Id)의 최종 생성물로 직접 (동일계로, 또는 분리 후에) 전환된다. 상기 할라이드 치환체 X¹의 제거반응은 염기의 작용에 의해 수행될 수 있다. 강한 비이온성 질소 염기, 예를 들어, 특히 바람직한 상업적인 염기, 예컨대, 1,5-디아조바이시클로[4.3.0]논-5-엔(DBN), 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운데크-7-엔(DBU) 또는 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 2 내지 6 시간 동안 고체 상태 또는 용매에서 브로모테트라하이드로피란과 함께 가온된다. 이러한 목적을 위한 바람직한 용매는, 예를 들어, 톨루엔 및 디옥산이다. 상기 화학식 IX의 중간체는 수소화되어, 문헌에 공지된 방법에 의해 화학식 Id의 생성물로 얻어지며, 바람직하게는, 하나 이상의 인-함유 리간드를 갖는 로듐, 루테늄 또는 이리듐 금속의 전이-금속 착체, 특히 바람직하게는 [Rh(PPh₃)₃Cl]와 같은 로듐/포스핀 착체 또는 상업적인 포스핀 리간드와의 로듐 착체 전구체의 상응하는 혼합물의 형태가 촉매로 이용된다.

환원성 제거반응은 다양하게 변형되어 수행될 수 있다. 바람직한 변형예에 있어서, Id를 얻기 위한 VIII의 환원적 제거반응은, 형식적으로, 상기 화학식 VIII의 테트라하이드로피란 유도체에서 할로겐 원자 X¹가 추출되고, 수소원자에 의해 교체되는 방법으로서, 자유-라디칼 사슬 반응에 의해 수행된다. 구체적으로, 화학식 II의 화합물에서 X¹은 브롬 또는 염소, 특히 브롬인 것이 바람직하다.

이러한 환원적 제거반응의 변형은 바람직하게 유기 주석 하이드라이드 또는 유기 규소 하이드라이드의 존재 하에서 수행된다. 바람직한 유기 주석 하이드라이드는 트리알킬틴 하이드라이드 및 모노아르알킬디알킬틴 하이드라이드, 특히 바람직하게는 트리알킬틴 하이드라이드, 특히, 트리-n-부틸틴 하이드라이드(Bu₃SnH)이다. 일반적으로, 환원되는 화학식 II의 화합물을 기준으로, 1 내지 10 당량 및 바람직하게는 2 내지 4 당량의 주석 하이드라이드가 사용된다. 또한, 고체에 결합된 유기 주석 하이드라이드의 사용, 바람직하게는 고형 유기 지지체가 바람직하며; 특히 고형 지지체에 결합되는 유기 주석 하이드라이드가 Bu₂SnHLi(Bu = n-부틸, 동일계로 형성됨)과 α-할로알킬폴리 스티렌과의 반응(예를 들어, 문헌[U. Gerigk et al., Synthesis (1990), 448-452, 및 G. Dumartin et al., Synlett . (1994), 952-954]을 참고)에 의해 얻어지는 것이 특히 바람직하다. 고형 지지체에 결합된 유기 주석 하이드라이드는 일반적으로 상기 화학식 II의 화합물을 기준으로 2 내지 4 당량의 양으로 사용된다.

바람직한 유기 규소 하이드라이드는 치환된 실란, 특히 바람직하게 트리스(트리알킬실릴)실란, 특히 트리스(트리메틸실릴)실란(TTMSS)이다(예를 들어, 문헌[M. Ballestri et al., J. Org . Chem . 1991, 56, 678-283]을 참고). 상기 유기 규소 하이드라이드는 환원되는 화학식 II의 화합물을 기준으로, 1 내지 3 당량, 바람직하게 1.1 내지 1.5 당량의 양으로 사용된다. 추가의 환원제, 예를 들어, 착체 금속 하이드라이드, 예를 들어, 소듐 보로하이드라이드(NaBH₄)와 TTMSS를 조합하여 사용하는 것이 특히 바람직하다(예를 들어, 문헌[M. Lesage et al., Tetrahedron Lett . (1989), 30, 2733-2734]을 참고). 이러한 변형예에 의하면, 반응 사이클 진행 과정에서 소듐 보로하이드라이드에 의해 환원제 TTMSS가 재형성되므로 TTMSS를 화학량론적 양 이하로 사용할 수 있게 되며, 이에 따라 보다 저렴한 NaBH₄의 사용에 의해 비교적 고가인 TTMSS를 절약할 수 있다. 일반적인 혼합비율은 상기 화학식 II의 화합물을 기준으로, 2 내지 10 배의 양, 바람직하게는 약 5 배의 양의 NaBH₄ 및 5 내지 20 몰%, 바람직하게는 약 10 몰%의 TTMSS이다.

유기 주석 하이드라이드 또는 유기 규소 하이드라이드를 사용한 환원적 제거반응의 이러한 바람직한 변형예는, 하나 이상의 자유-라디칼 사슬 반응 개시제("자유-라디칼 개시제"), 예를 득어, 적합한 아조 또는 퍼옥시 화합물, 예컨대, AIBN(2,2'-아조비스이소부티로니트릴) 또는 t-부틸 하이드로퍼옥사이드의 존재 하에서, UV 광의 존재 하에 수행된다. 상기 자유-라디칼 개시제는 이러한 반응의 형태에서 통상적인 양으로, 바람직하게는 1 내지 20 몰%의 양으로 사용된다. 이에 대신하여, 또는 자유-라디칼 개시제의 사용과 함께, 상기 반응은 또한 UV 조사에 의해 개시될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 적합한 용매로는 예를 들어, 헵탄, 벤젠, 자일렌 같은 탄화수소 및 디메톡시에탄 또는 메톡시에탄올과 같은 에테르이다. 반응은 일반적으로 20 내지 140 ℃에서 수행된다. 반응 시간은 일반적으로 2 시간 내지 24 시간이다.

환원적 제거반응의 추가의 바람직한 변형예에 있어서, 화학식 VIII에서 X¹은 브롬이며, 수소와의 반응이 수소화 촉매 및 아민의 존재 하에서 수행된다. 상기 수소화 촉매는 균질한 촉매(예를 들어, 알킬- 및/또는 아릴-치환된 포스핀 또는 포스파이드 리간드와 Pd(0), 또는 Pd(II) 또는 Ni(0) 또는 Ni(II)의 착체) 또는 바람직하게는 비균질 전이-금속 촉매이다. 상기 수소화 촉매는 비균질 팔라듐 또는 니켈 촉매, 특히 탄소 상의 팔라듐 또는 산화알루미늄 상의 팔라듐인 것이 특히 바람직하다.

상기 아민은 바람직하게 트리알킬아민, 특히 바람직하게는 디이소프로필에틸아민 또는 트리에틸아민, 특히 트리에틸아민이다.

알데히드 및 불포화된 알콜 화합물( 호모알릴 알콜 )로부터 고리 닫기에 의한 화합물 I(여기서는 Id )의 제조( VIII 에서 Id 로의 선택적인 반응 경로가 환원적 제거반응에 해당한다)

화학식 II의 화합물의 제조방법의 제 5 실시양태는 화학식 VI의 2-치환된 호모알릴 알콜 및 치환에 의해 1,3-디올 신톤(synthone)을 함유하는 화학식 X의 알데히드로부터 반응식 6에 따라 수행된다. R³ 및 R⁴는 디올의 보호기를 나타낸다. 적합한 보호기는 문헌에 공지된, 선택적으로 분리 가능한 에테르 또는 에스테르 형태로서, 본 발명에서는 바람직하게 벤질 에테르 및 트리알킬실릴 에테르(예를 들어, 트리메틸실릴에테르)이다. 두 개의 OH 기는, 탈보호 후에, 추가의 알데히드 OHC-(Z⁵-A⁵)_e-(Z⁶-A⁶)_f-R²와의 축합을 통해 디옥산 고리를 형성하는 작용을 한다. 상기 피란 고리의 형성은 반응식 5의 반응과 유사하게 진행된다. 상기 목적을 위한 반 응 조건이 본 실시양태에 적용될 수 있다.

그러므로, 호모알릴 알콜과 알데히드의 축합을 위한 2 개의 실시양태에 있어서, 화학식 VI의 화합물을 I, Br 및 Cl 중 하나 이상의 할라이드를 함유하는 하나 이상의 (루이스)산의 존재 하에서, 화학식 VII 또는 X의 알데히드와 반응시키는 것을 특징으로 하는 화학식 I의 화합물의 제조방법이 바람직하다.

루이스산, 예컨대 BiBr₃의 작용 하에서 반응을 수행하는 제 5 실시양태가 특히 바람직하다. 할로겐화된 테트라하이드로피란 유도체는 화학식 VIII의 화합물에 대하여 전술한 바와 같이 다양한 경로에 의해 추가로 반응할 수 있다. 바람직한 변형은 염기의 작용 하에서 하이드로겐 할라이드를 제거하는 것이다. 바람직한 방법은 DBN을 이용한 4-브로모테트라하이드로피란 유도체의 처리이며, 이에 따라 화학식 XI이 얻어진다. 화합물 XI의 고리의 이중결합이 수소화되면 그에 상응하는 테트라하이드로피란 유도체가 얻어진다. 상기 수소화는 예를 들어, 로듐(I) 착체, 예컨대, 로듐(I) 트리스트리페닐 포스핀 클로라이드 상에서 수소화에 의해, 문헌에 공지된 촉매 수소화 반응에 의해 수행된다. 추가의 바람직한 방법은 전이-금속 촉매 상에서, 트리에틸아민과 같은 염기의 존재 하에 수소화에 의해 X¹ 기를 환원적으로 제거하는 것이다. X¹은 바람직하게 브롬이다.

벤질 보호기의 경우에 OH 기의 탈보호는, 이중결합의 수소화에 이어 또는 수소화와 함께, 다시 수소화에 의해 수행된다. 이중결합의 수소화를 위해서는 로듐 촉매가 바람직하며, 특히 로듐 포스핀 촉매가 바람직하다. 벤질 에테르의 탈보호 를 위해서는, 지지-고정된 신규한 금속 촉매가 바람직하며, 특히 탄소 또는 비활성 금속 산화물 상의 팔라듐 또는 백금, 특히 바람직하게는, 탄소 상의 팔라듐이 바람직하다. 화학식 Ie의 최종 생성물을 위한, 화학식 XI의 화합물의 추가의 유도체화 반응은 화학식 II의 화합물과 화학식 III의 화합물의 축합과 유사한 방식으로 나머지 잔기 -[Z⁵-A⁵]_e-[Z⁶-A⁶]_f-R²를 운반하는 알데히드 화합물과 디올의 적어도 하나의 추가의 축합에 의해 수행된다. 개시된 방법의 후속적인 단계가 또한, 동일한 생성물 Ie를 얻기 위해 적합하게 개질될 수 있다.

알데히드 및 불포화된 알콜 화합물( 호모알릴 알콜 )로부터 고리 닫기 및 디옥산 고리의 형태로 고리 A ⁴ 를 함유하는 본 발명에 따른 화학식 I(여기서는 Ie )의 화합물로의 전환에 의한 중간체의 제조( R ³ , R ⁴ 는 보호기이다)

화학식 I(또는 Ia, Ib, Ic, Id 및 Ie)의 화합물의 제조를 위한 전술한 실시양태들을 이용하여, 헤테로시클릭 피란 잔기가 유전성 이방성에 (음으로) 기여하는 음의 또는 감소된 Δε를 가지는 특히 적합한 화합물을 제조할 수 있다. 특히 적합한 화합물은 반응식 3a, 4, 5 및 6에 나타낸 것에 대하여 왼손 방향으로 배향된 테트라하이드로피란 고리를 특징으로 한다. 형식적으로, 음의 또는 감소된 Δε를 가지는 특히 적합한 화합물은 라디칼 R¹ 및 R²를 교환하고, 구조적 원소 Z¹ 및 A¹을 1 내지 6으로 역순으로 번호화하여, 즉, 6은 1로, 5는 2로, 4는 3으로, 그리고, 1은 6으로, 2는 5로, 3은 4로 바뀌도록 함으로써 얻을 수 있다. 이렇게 하여 형성된, 상기 화학식에 대하여 부분적으로 거울상인 구조는 반응식 1의 오른쪽 부분에 해당한다. 반응에 필요한 알릴 알콜의 제조 또한, 반응식 7, 8, 및 9를 유사한 방식으로 변형함으로써 달성할 수 있다.

변형예 a) 내지 e)에서, 상기 제조 방법의 바람직한 실시양태는

A³는

또는 B를 나타내는 것을 특징으로 하는 화학식 I의 화합물 제조 방법을 포함한다.

상기 제조 방법의 특히 바람직한 실시양태는 화학식 I에서, 중심 잔기 -[A³-Z³]_c-B-[Z⁴-A⁴]_d가 하기 화학식 중 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 화학식 I의 화합물 제조방법을 포함하며,

여기서, 상기 구조적 잔기가 모두 적도 방향으로 트랜스-배열된 입체 이성질체가 특히 바람직하다. 특히, 중심 잔기 -[A³-Z³]_c-B-[Z⁴-A⁴]_d가 하기 화학식 중 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 화학식 I의 화합물 제조방법이 바람직하다.

동시에, 특히 바람직한 방법은 하기 화학식 XXIII, XXIV 또는 XXV의 화합물이 제조되는 것을 특징으로 한다:

상기 식에서,

X¹은 H, F, CN, SF₅, OCF₃, CF₃ 또는 불소 함유, 전자 끄는 기(electron-withdrawing group)를 나타내며,

Q는 단일결합, -CF₂O- 또는 -OCF₂-를 나타내며,

L¹, L², L³, L⁴는 서로 독립적으로, 동일하거나 상이하며, H 또는 F를 나타내며,

a, m, n은 0 또는 1이며,

B¹, B²는 독립적으로 동일하거나 상이하게, B 또는 1,3-디옥산-2,5-디일을 나타내며, B¹ 또는 B² 중 하나 이상이 B와 동일하며,

Z³은 단일결합, -CH₂CH₂- 또는 -CH=CH-를 나타낸다.

화학식 XXIII에서 -B¹-Z³-B² 잔기가

를 나타내는 화학식 XXIII의 화합물이 제조되는 것을 특징으로 하는 방법이 특히 바람직하다.

화학식 XXIV에서, -B¹-Z³-B²- 잔기가

을 나타내는 화학식 XXIV의 화합물이 제조되는 것을 특징으로 하는 방법이 특히 바람직하다.

상기 제조방법의 특히 바람직한 실시양태는 하기 화학식 A 내지 F의 화합물의 제조방법을 포함한다:

상기 식에서,

알킬은 이하 정의되는 바와 같다. 화학식 A 내지 F에서 알킬은 바람직하게 8 개 이하의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시, 알카닐 또는 알케닐 라디칼을 나타낸다.

본 발명과 관련하여, 용어 "알킬"은 명세서나 청구범위에서 달리 명시하지 않는 한, 1 내지 15 개(즉, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 또는 15 개)의 탄소원자를 갖는 직쇄 또는 분지된, 포화 또는 불포화된 지방족 탄화수소 라디칼을 의미하며; 이러한 라디칼은 비치환되거나 불소, 염소, 브롬, 요오드, 카르복실, 니트로, NH₂, N(알카닐)₂ 및/또는 시아노에 의해 모노 또는 폴리 치환되며, 여기서 상기 폴리 치환은 동일한 또는 상이한 치환체로 수행될 수 있다. 상기 지방족 탄화수소 사슬에서 알킬 라디칼은 그 자체가 또한 작용기로서 작용할 수 있다.

이러한 알킬 라디칼이 포화된 라디칼인 경우, 이는 또한 "알카닐"이라 한다. 또한, 용어 "알킬"은 또한 탄화수소 라디칼을 포함하며, 이는 비치환되거나 또는 동일하게 또는 상이하게, 특히, F, Cl, Br, I 및/또는 CN에 의해 상응하게 모노- 또는 폴리 치환되며, 하나 이상의 CH₂ 기는, 사슬에서 헤테로원자(O, S)가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-("알콕시", "옥사알킬"), -S-("티오알킬"), -SO₂-, -CH=CH-("알케닐"), -C≡C-("알키닐"), -CO-O-, 또는 -O-CO-에 의해 교체될 수 있다. 알킬은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 개의 탄소원자를 갖는 직쇄 또는 분지된, 비치환된 또는 치환된 알카닐, 알케닐 또는 알콕시 라디칼이 바람직하다. 알킬이 알카닐 라디칼을 나타내는 경우, 이는 바람직하게, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, CF₃, CHF₂, CH₂F, 또는 CF₂CF₃이다. 상기 알카닐 라디칼은 바람직하게 직쇄이며 비치환 또는 F에 의해 치환된다.

알킬 라디칼에서 하나 이상의 CH₂ 기가 -O-로 교체되기 때문에, 용어 "알킬"은 또한, "알콕시" 또는 "옥사알킬(oxaalkyl)" 라디칼을 포함한다. 알콕시는 산소 원자가 알콕시 라디칼에 의해 치환된 기에 또는 치환된 고리에 직접 결합되는 O-알킬 라디칼을 의미하며, 상기 알킬은 상기 정의된 바와 같으며; 따라서 알킬은 바람직하게 알카닐 또는 알케닐이다. 바람직한 알콕시 라디칼은 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥실옥시, 헵틸옥시 및 옥틸옥시이며, 이러한 각각의 라디칼은 바람직하게 하나 이상의 불소원자에 의해 치환될 수 있다. 알콕시는 특히, 바람직하게, OCH₃, OC₂H₅, O-n-C₃H₇, O-n-C₄H₉, O-t-C₄H₉, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F 또는 OCHFCHF₂이다. 본 발명과 관련하여, 용어 "옥사알킬"은 헤테로원자들(O, S)이 인접하지 않도록, 하나 이상의 비-말단(non-terminal) CH₂ 기가 -O-에 의해 교체되는 알킬 라디칼을 나타낸다. 옥사알킬은 바람직하게, 화학식 C_aH_{2a +1}-O-(CH₂)_b-의 직쇄 라디칼을 포함하며, 여기서, a 및 b는 각각 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10을 나타내며; a는 특히 1 내지 6의 정수이며, b는 1 또는 2의 정수이다.

상기 합성에서, 출발 물질, 특히 상기 화학식 II의 디올 및 화학식 III 및 VII의 알데히드는 종래 기술에 알려진 것이며, 상업적으로 이용 가능하거나, 또는 문헌에 공지된 합성 방법을 통해 제조할 수 있다.

상기 화학식 VI 및 XV의 호모알릴 알콜은 이 기술분야에 공지된 것이며, 상 업적으로 이용 가능하거나 또는 문헌에 공지된 합성 방법을 통해 쉽게 제조할 수 있다.

반응식 7은 알데히드로부터 1-치환된 호모알릴 알콜의 합성을 나타내는 것이다. 이 합성에서, 예를 들어, 알릴-그리냐드 시약이 알데히드와 반응한다. 상기 알데히드 역시 공지된 것이며, 표준 방법에 의해 제조하거나 또는 실시예를 기초로 얻어질 수 있다.

1-치환된 호모알릴 알콜의 제조

반응식 8은 화학식 XVIII의 알릴 할라이드 유도체로를 출발물질로 하여 호모알릴 알콜의 2-치환된 변형물을 합성하는 합성 경로를 나타내는 것이다.

2-치환된 호모알릴 알콜의 제조

제조 가능한 화학식 XVIII의 화합물을 출발물질로 하여, 예컨대, 알데히드 R¹-[A¹-Z¹]_a-[A²-Z²]_b-CHO를 출발물질로 하여, 예를 들어, 레포마트스키(Reformatsky) 합성에 의해 불포화된 에스테르 R¹-[A¹-Z¹]_a-[A²-Z²]_b-CH=CH-CH-CO₂-알카닐이 얻어지며, 이어서, DIBAL-H를 사용하여 상응하는 알릴 알콜 R¹-[A¹-Z¹]_a-[A²-Z²]_b-CH=CH-CH₂OH 및 PBr₃(Hal=Br), PCl₅ 또는 SO₂Cl₂(Hal = Cl) 또는 HI(Hal = I)를 이용한 최종 할로겐화, 적합한 금속 또는 유기금속 시약과의 반응을 통해 화합물 XIX가 얻어지며; 여기서 "Met"는 사용되는 금속 또는 유기금속 시약에 따라, Cu, Bi(라디칼)₂, In(라디칼)₂, Sn(라디칼)₃, Sn(라디칼), Zn(라디칼), Ge(라디칼)을 나타내며, 여기 서 "라디칼"은 상기 금속 상의 하나 이상의 유기 라디칼, 리간드 또는 반대이온을 나타낸다. 중간체로서 형성된 화학식 XIX의 화합물(XIX를 분리하는 예비 과정은 생략할 수 있다)을 포름알데히드(또는 이의 합성 등가물)와 추가로 반응시킨 후, 상응하는 후 처리 과정을 거쳐 화학식 III의 원하는 호모알릴 알콜이 얻어진다.

화학식 III의 호모알릴 알콜을 합성하는 추가적인 방법은 반응식 9에 따라 수행되며; 여기서 "Hal"은 반응식 8에서와 동일한 의미를 가지며; "Met"는 바람직하게 Cu이다(문헌 [A. Carpita, R. Rossi, Synthesis (1982), 469]을 참고):

2-치환된 호모알릴 알콜의 다른 제조방법

할라이드 XX은 적합한 시약에 의해 (반응식 8의 방법에 따라) 화학식 XXI의 유기금속 유도체로 전환되며, 이어서 화학식 XXII의 화합물과 반응하여 화학식 XXIII의 호모알릴 아세테이트가 얻어진다. 이어, 비누화에 의해 XXIII으로부터 원하는 화학식 III의 호모알릴 알콜이 얻어질 수 있다.

또한, R¹-[A¹-Z¹]_a-[A²-Z²]_b가 알킬 라디칼을 나타내는 화학식 III의 호모알릴 알콜은, 크로톤산의 2가 음이온의 알킬 할라이드인 R¹-[A¹-Z¹]_a-[A²-Z²]_b-Hal를 이용한 상응하는 알킬화 및, 이어서 LiAlH₄를 이용한 환원에 의해서도 얻을 수 있다. 이러한 2가 음이온은 예를 들어, 2 당량의 리튬 디이소프로필아미드(LDA)와의 반응에 의해 크로톤산으로부터 얻어진다(문헌[P.E. Pfeffer, L.S. Silbert, J. Org . Chem . 36 (1971), 3290; R.H van der Veen, H. Cerfountain, J. Org . Chem . 50 (1985), 342]을 참고).

본 발명의 또다른 주요한 측면은 본 발명에 따른 방법에 의해 얻을 수 있는 화합물을 포함한다. 따라서, 이러한 화합물은 테트라하이드로피란 고리와 더불어 하나 이상의 추가의 O-헤테로시클릭 고리를 포함한다. 다수의 O-헤테로시클릭 고리의 적절한 조합을 통해, 개선된 성질, 특히 점도, 액정 혼합물 내에서의 용해도 및 광학적 이방성과 같은 다른 임계값을 유지하면서, 높은 절대값의 유전 이방성을 갖는 화합물을 제조할 수 있다. 이러한 물질은 제조가 용이하며, 전술한 합성 경로에 의해 상업적인 규모로 쉽게 제조될 수 있으므로, 우수한 물성에 더하여 그 실제적 유용성이 추가로 증가된다. 일반적인 합성 방법은 단지 한 가지 유형의 액정 디스플레이에 대한 사용을 의미하지 않는다. 반대로, 본 발명에 따른 화합물은 쌍극성(예를 들어, Δε의 값)의 특성에 따라서, 완전히 다른 유형의 액정 디스플레이 디바이스들(IPS, VA, TN, STN 등)에 사용될 수 있다. 상기 신규한 화합물의 물리적 및 화학적 성질은 이들을 이러한 디스플레이 디바이스에 사용되는 액정 혼합물에 특히 적합하게 한다.

본 발명에 따른 화합물은 특히, 하기 화학식 XXVI, XXVII, 및 XXVIII의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R¹, A¹, A⁴, A⁵, Z¹, Z⁴, a, e는 화학식 I에서 정의된 바와 같고,

Z⁶은 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CH₂CF₂O-을 나타내며,

X¹은 F, CN, SF₅, NCS, OCF₃, CF₃를 나타내며,

L¹, L²는 H, Cl 또는 F를 나타내며,

p는 0 또는 1을 나타낸다.

상기 화학식 XXVI, XXVII, 및 XXVIII의 바람직한 화합물은 L¹이 F를 나타내고, L²가 H 또는 F를 나타내며; 특히 바람직하게 L¹ 및 L²가 F를 나타내는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 특히 바람직한 화합물은 하기 화학식 C 및 D의 화합물이다:

상기 식에서,

알킬은 상기에서 정의된 바와 같다.

상기 나타낸 모든 화학식, 특히 치환된 고리 시스템은, 특별히 공간적으로 결합 형태를 강조하여 표시되지 않는 한, 모든 입체 이성질체를 포함하는 투영식(projection formula)이다. 또한, 1,4-, 2,5-, 또는 3,6-이치환된 6-원자 고리의 경우에, 상기 화학식은 임의의 바람직한 혼합물에서 또는 순수한 물질로서 일반적으로 모든 입체 이성질체를 나타낸다. 이 중에서, 사슬 내에서 최대한 선형인 분자 구조를 가능하게 하는, 적도 방향으로 모두 트랜스-배열된 입체 이성질체가 특히 바람직하다. 또한, 키랄 화합물의 경우에, 임의의 원하는 혼합물 또는 순수한 물질로서 기본적으로 두 거울상 이성질체가 모두 포함된다.

이하 실시예를 통하여 제한없이 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

이상 및 이하에서, 백분율 데이터는 중량 백분율을 나타낸다. 모든 온도는 섭씨 온도를 나타낸다. Tg는 유리전이온도이며, cl.p.는 투명점(clearing point)을 나타낸다. 또한, C는 결정 상태, N은 네마틱 상, Sm은 스메틱 상, 그리고 I는 등방적 상을 사타낸다. 이러한 기호들 사이의 수치는 전이온도를 나타낸다. Δn은 광학 이방성(589 nm, 20 ℃)을, Δε는 유전 이방성(1 kHz, 20 ℃)을 나타내며, γ₁은 20 ℃에서 회전 점도[mPas]를 나타낸다.

본 발명에 따른 화합물의 Δn 및 Δε값은 본 발명에 따른 각각의 화합물 10 % 및 상업적으로 이용 가능한 액정 ZLI 4792[머크사(Merck), 다름슈타트 소재) 90 %로 구성되는 액정 혼합물로부터, 외삽법에 의해 얻어진다.

이상 및 이하에서 사용된 약어는 다음과 같다:

RT 실온

MTB 에테르 메틸 t-부틸 에테르

THF 테트라하이드로퓨란

DBN 1,5-디아자바이시클로[4.3.0]논-5-엔

DBU 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운데크-7-엔

실시예 1

복분해 촉매(Grubbs 2 촉매)로서 트리시클로헥실포스핀(1,3-비스(2,4,6-트리메틸페닐)-4,5-디하이드로이미다졸-2-일리덴벤질리덴루테늄(IV)) 클로라이드 30 mg(0.035 mmol)을 질소 분위기 하에, 40 ℃에서 고체 상태의 디올레핀 0.35 mol(84.8 g)의 비율로 첨가한다. 이 때, 20 mg을 먼저 첨가하고, 나머지 10 mg은 1 시간 후에 첨가한다. 2 시간 후에, 에틸렌 방출이 실질적으로 완료된다. 톨루엔/헵탄(1:4)을 이용하여 실리카겔을 통해 여과한 후, 상기 반응 혼합물로부터 화합물(2)가 61.3 g(이론값의 81.7 %)이 얻어지며, 하이드로포르밀화 반응에 바로 적용하여 화합물(3)이 얻어진다.

이를 위하여, 톨루엔 200 ml 내의 화합물(2) 0.25 mol(53.55 g)을 합성 가 스(H₂/CO = 1:1)의 소비(uptake)가 완료될 때까지, 24 시간 동안 트리스(트리페닐포스핀)카르보닐 로듐(I) 하이드라이드 3 g을 사용하여 60 bar 및 150 ℃에서 하이드로포르밀화시킨다. 반응 혼합물로부터 진공에서의 증발에 의해 용매를 제거하고, 잔류물을 톨루엔/에틸 아세테이트(9:1)를 이용하여 실리카겔을 통해 여과한다. 여과 증발 잔류물(37.2 g = 이론값의 69.5 %)을 염기 이성질화(basic isomerisation)하여, 포르밀테트라하이드로피란 성분의 치환 배열 중 트랜스 성분을 농축시킨다.

이를 위하여, 20 % 수산화나트륨 수용액 1.8 ml를 메탄올 190 ml 및 테트라하이드로피란 48 ml의 혼합물 37.2 g에 첨가하고, 상기 혼합물을 1 시간 동안 실온에서 교반한다. 그 다음, 상기 혼합물을 염산으로 중화시키고, 상기 용액을 증발 건조한다. 1 L의 MTB 에테르를 증발 잔류물에 첨가하고, 혼합물을 300 ml의 물로 2 회 헹군다. 건조 후에, 유기 추출물을 증발시켜 트랜스-5-포르밀테트라하이드로피란(3)과 함께 소량의 4-포르밀테트라하이드로피란을 포함하는 88 % 알데히드 혼합물 33 g을 얻는다.

화합물(4a)의 합성을 위하여, 33 g(0.135 mol)의 화합물(3)을 물의 제거가 완료될 때까지, 250 ml의 톨루엔 내의 2-(4-트랜스-프로필시클로헥실)-1,3-프로판디올 27.1 g(0.135 mol) 및 500 mg의 톨루엔-4-설폰산 모노하이드레이트와 함께 2 시간 동안 환류 하에서 가온한다.

냉각 후에, 10 g의 탄산칼륨을 교반과 함께 첨가하고, 혼합물을 여과한 후, 여과물을 증발하여 건조시킨다. 증발 잔류물을 먼저 헵탄/톨루엔(1:1)으로, 그리 고 순수한 톨루엔으로, 실리카겔을 통해 여과한다.

2 개의 생성물 분획이 얻어진다. 하나는 재결정에 의해 얻어진, 원하는 선형의 트랜스로만 구성된 이성질체(4a) 분획 12.4 g(이론값의 21.4%)이고, 다른 하나는 4-포르밀테트라하이드로피란으로부터 유도되는 디옥산 유도체의 다른 이성질체 5 g이다.

(4a): C 106 N 206.9 I;Δε = 21.7; Δn = 0.0871

실시예 2

실시예 1과 유사한 방법으로, 2-프로필-1,3-프로판디올 및 화학식 (3)의 피란-알데히드로부터 화합물(4b)이 얻어진다.

(4b): C 87 I;Δε = 23.7; Δn = 0.0550

실시예 3

실시예 1과 유사한 방법으로, 디올 2-프로필-1,3-프로판디올 및 상응하는 피란-알데히드로부터 화합물(4c)이 얻어진다.

(4c): C 88 N (87.9) I;Δε = 35.8; Δn = 0.0880

반응에 필요한 피란-알데히드는 다음과 같이 제조된다:

질소 하에서, 디에틸 에테르 내의 알릴마그네슘 브로마이드 1 M 용액 800 ml를 THF 500 ml 내의 알데히드 272 g(800 mmol) 용액에, 25 ℃ 이하의 온도에서 첨가한다. 배치를 RT에서 밤새 교반하고, 얼음물을 가한 후, 이어서 메틸 t-부틸 에테르로 추출한다. 유기 상을 포화된 NaCl 용액으로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조한 후 증발시킨다. 얻어진 잔류물을 실리카겔에 통과시킨다.

얻어진 알콜 103 g(81 %; 220 mmol) 및 트리페닐포스핀 21 g(80 mmol)을 에틸 아세테이트 500 ml에 용해시키고, 500 mg의 로듐 아세테이트 이합체를 첨가한다. 25 bar의 합성가스 및 100 ℃에서 하이드로포르밀화를 수행한다. 반응 용액 을 증발시키고 실리카겔에 통과시킨다.

질소 하에서, 메탄설포닐 클로라이드 24.5 ml(320 mmol)을 0 내지 5 ℃에서 디클로로메탄 500 ml 내의 락톨 100 g(240 mmol) 및 트리에틸아민 101 ml(299 mmol)의 용액에 첨가한다. 배치를 실온에서 밤새 교반한다. 배치에 물을 가하고 MTB 에테르로 추출한다. 유기 상을 포화된 NaCl 용액으로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조하고 증발시킨다. 얻어진 잔류물을 실리카겔에 통과시킨다.

에놀 에테르 60 g(148 mmol)을 300 ml의 톨루엔에 용해시키고, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 9.8 g(15 mmol) 및 디카르보닐아세틸아세토네이토로듐 (I) 390 mg(1.5 mmol)을 첨가한다. 합성 가스 100 bar 및 100 ℃에서 하이드로포르밀화를 수행한다. 이어서 용액을 증발시키고, 잔류물을 실리카겔에 통과시켜 알데히드의 시스/트랜스 혼합물을 얻는다.

알데히드의 양성자 신호가 δ = 9.69 ppm 및 δ = 9.88 ppm에서 나타난다.

실시예 4

화합물(3)의 0.2 mol(48.8 g)을 200 ml의 테트라하이드로퓨란에 용해시키고, 테트라하이드로퓨란 내의 2 몰의 알릴마그네슘 클로라이드 용액 100 ml을 15 내지 25 ℃에서 30 분 동안 적가한다. 첨가가 완료되면, 혼합물을 추가로 2 시간 동안 RT에서 교반한 다음, 0.5 N 염산 200 ml에 붓고, 유기 상을 분리해 낸 후, 수성 상을 MTB 에테르로 추출한다. 합한 유기 추출물을 물로 세척하고, 건조 및 증발시킨다. 증발 잔류물을 톨루엔/에틸 아세테이트(98:2 내지 9:1)로 실리카겔을 통해 여과한다. 여과물로부터 호모알릴 알콜(5)의 이성질체 혼합물 38.7 g(이론값의 67.6%)이 얻어진다.

화합물(5) 0.135 mol(38.7 g) 및 프로파길 브로마이드(propargyl bromide) 0.135 mol(16.1 g)을 테트라하이드로퓨란 80 ml에 용해시키고, 수산화나트륨 펠렛(0.27 mol; 10.8 g), 0.5 ml의 물, 40 ml의 테트라하이드로퓨란 및 6.75 mmol(2.46 g)의 N-세틸-N,N,N-트리메틸암모늄 브로마이드를 포함하는 격렬하게 교반되는 에멀젼에 첨가하고, 45 ℃로 승온시킨 후, 16 시간 동안 이 온도에서 교반한다. 그 다음 상기 혼합물을 1.5 L의 얼음물에 붓고, 유기 상을 분리하고, 수성 상을 MTB 에테르로 3 회 추출한다. 건조 및 증발 전후에, 합한 유기 상의 잔류물을 톨루엔/헵탄 2:8로 실리카겔을 통해 여과한다. 여과물을 증발하여 화합물(6) 34.3 g(이론값의 78.4 %)이 얻어지고, 이는 화합물(7)을 얻기 위한 엔인 복분해에서 조질 혼합물로서 사용된다.

이를 위하여, 비스(트리시클로헥실포스핀)벤질리덴루테늄(IV) 클로라이드(Grubbs 1 촉매) 115 mg(0.14 mmol)을 디클로로메탄 20 ml 내의 화합물(6)의 0.028 mol(9.4 g)에 첨가하고, 혼합물을 RT에서 4 시간 동안 교반한 후, 동일한 양의 촉매 115 mg을 첨가한 후에 혼합물을 추가로 16 시간 동안 RT에서 교반한다. 증발 후, 톨루엔/헵탄(3:7)으로 실리카겔을 통해 여과하고, 여과물을 증발하여 얻어지는 잔류물(1.0 g)을 먼저 에탄올에서, 그 다음 헵탄에서 재결정함으로써 화합물(7)의 구조를 가지는 이성질체 0.6 g이 얻어진다.

(7): C 97 I; Δε = 14.2; Δn = 0.0800

화합물(7) 0.2 g을 메탄올 5 ml 및 톨루엔 1 ml에서 트리스(트리페닐포스핀) 로듐(I) 클로라이드 0.1 g을 이용하여, 수소압력 10 bar 및 90 ℃에서 6 시간 동안 수소화한다. 냉각시킨 후에, 반응 혼합물을 진공에서 증발시키고, 톨루엔/헵탄(3:7)으로 실리카겔을 통해 여과한다. 증발을 통해 오일 형태의 화합물(8) 0.15 g이 얻어진다.

실시예 5

화합물(9)을 에틸 2-(브로모메틸)아크릴레이트를 이용한 O-알킬화에 의해 상응하는 호모알릴 알콜 전구체로부터 제조한다. 이를 위하여, 질소 보호-가스 분위기 하에서, 테트라하이드로퓨란 80 ml에 60 %로 현탁시킨 0.2 mol(8.0 g)의 소듐 하이드라이드에 80 ml의 테트라하이드로퓨란 내의 호모알릴 알콜 0.2 mol(76.1 g)을, 교반 및 얼음물을 이용한 외부 냉각과 함께 적가하고, 온도를 20 ℃에서 유지한다. 2 시간 후에, 수소의 방출이 완료된다. 그 다음, 40 ml의 테트라하이드로 퓨란에 용해된 브로모메틸 아크릴레이트 0.2 mol(38.6 g)을, 그 온도가 25 ℃를 초과하지 않는 속도로 적가한다. 이어, RT에서 16 시간 동안 추가로 교반한다. 반응 혼합물을 얼음물 600 ml에 붓고, 1 N HCl로 중화한 다음, 유기 상을 분리해 낸다. 수성 상을 MTB 에테르로 2 회 추출한 후에, 합한 유기 상을 건조하고, 증발하여 건조시킨 후, 톨루엔/MTB 에테르(3:1)로 실리카겔에 통과시켜 여과한다. 여과 증발 잔류물은 알킬화 생성물(9) 65.9 g(이론값의 71 %)을 포함한다.

화합물(9) 0.1 mol(49.2 g)을 톨루엔 25 ml와 함께 60 ℃로 승온시키고, Grubbs 2 촉매 212 mg씩을 넷으로 나누어(전체 1 몰%) 1 시간 간격으로 첨가한다. 에틸렌 방출이 완료되면, 반응 혼합물을 톨루엔/MTB 에테르로 실리카겔을 통해 여과한다. 여과물을 증발시켜 디하이드로피란 에스테르(10) 28.8 g(이론값의 62 %)을 얻는다.

디하이드로피란 에스테르(10) 0.05 mol(23.2 g)을 트리스(트리페닐포스핀)로듐(I) 클로라이드 2 g을 이용하여, 메탄올 300 ml 및 톨루엔 60 ml에서, 10 bar의 수소압력 및 100 ℃에서 12 시간 동안 수소화한다. 용매를 증발시키고 잔류물을 톨루엔/MTB 에테르를 이용해 실리카겔에 통과시켜 여과하여 수소화된 에스테르(11)를 얻는다(18.4 g = 이론값의 79 %).

알데히드(12)의 합성을 위해, 톨루엔 80 ml에 에스테르(11) 0.039 mol(18.4 g)을 -70 ℃로 냉각시키고, 톨루엔에 1,2-N-디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAL-H) 32.5 ml를 -70 ℃에서 교반과 함께 첨가하고, 첨가가 완료된 후 4 시간 후에, 계속하여 교반한 후, 냉각 상태의 혼합물을 1 N HCl 100 ml에 붓는다. 유기 상을 탄산수소나트륨 수용액 및 물로 세척하고, 건조 및 증발시킨다. 알데히드(12)의 증발 잔류물을 화합물(4c)의 합성을 위해 바로 사용할 수 있다.

이어, 얻어진 알데히드(12)를 2-에틸-1,3-프로판디올과 반응시켜 디옥산(4c)을 얻는다. 이를 위하여, 44.5 g(110 mmol)의 알데히드(12) 및 12.0 g(115 mmol)의 디올 2-에틸-1,3-프로판디올을 250 ml의 톨루엔에 용해시키고, 400 mg의 p-톨루엔설폰산 모노하이드레이트를 첨가하고 혼합물을 알데히드의 전환이 완료될 때까지(TLC) 물 분리기 상에서 환류 하에 가열한다. 냉각된 배치를 포화된 탄산수소나트륨 용액으로 3 회 세척하고, 증발시킨 후, 실리카겔(톨루엔/헵탄 7:3; 톨루엔; 톨루엔/에틸 아세테이트 95:5)에 통과시킨다. 생성물이 포함된 분획을 증발시키고, 잔류물을 에탄올에서 -20 ℃에서 재결정한다.

(4c): C 88 N (87.9) I; Δε = 35.8; Δn = 0.0880

실시예 6

화합물(13)의 합성 역시 화학식

의 디올을 이용하여 알데히드(12)로부터 실시예 5와 유사하게 수행한다.

실시예 7

화합물(14)의 합성 역시 알데히드(3)를 이용하여 실시예 5 및 6과 유사하게 수행한다.

(14): C 91 SmH (63) N 203.4 I; Δε = 21.3; Δn = 0.0880

실시예 8

복분해에 의해 형성된 디하이드로피란(32)을 실시예 1과 유사하게 하이드로포르밀화시켜 알데히드(33)로 전환시키고, 먼저, 엔-카르보닐 반응에서 호모알릴 알콜(34)과 반응시켜 브로모테트라하이드로피란(35)을 얻는다.

상기 호모알릴 알콜의 합성은 징크 알콜(zinc alcohol)의 아세테이트(38)에 의해 수행되며, 이는 아연 분말(zinc dust)과 CoBr₂의 존재 하에서 기체 상태의 포름알데히드와의 반응에 의한 통상적인 방법으로 제조될 수 있다.

이를 위하여, 아연을 1 ml의 트리플루오로아세트산을 이용하여 활성화시킨 후에, 아세토니트릴 400 ml 내의 아연 분말 26 g(0.4 mol), CoBr₂ 13.2 g(0.06 mol) 및 화합물(38) 0.2 mol(51.2 g)의 용액 내로, 별도의 플라스크에서 파라포름알데히드 1.0 mol(30 g)을 220 ℃로 가열시켜 형성된 기체 상태의 포름알데히드를 통과시킨다. 공급이 완료되면, 혼합물을 추가로 12 시간 동안 RT에서 교반시킨다. 그 다음, 100 ml의 2 N HCl에 붓고, 유기 상을 분리해 낸 후, 수성 상을 MTB 에테르로 2 회 추출한다. 합한 유기 상을 증발시키고, 남겨진 잔류물을 톨루엔/에틸 아세테이트(7:3)로 실리카겔을 통해 여과하고, 극성이 높은 분획을 증발시켜, 이론값의 48 %에 해당하는 수득률(21.9 g)로 호모알릴 알콜(34)를 조질 물질로서 얻는다.

얻어진 호모알릴 알콜(34) 0.09 mol(20.5 g)을 먼저 0 ℃에서 알데히드(33) 0.69 mol(14.0g) 및 5 몰% BiBr₃(2 g)과 함께 도입한다. 그 다음, 반응용기 다음에 위치된 기포 카운터에서의 기포 발생량이 반응용기 앞에 위치한 세척병에서의 기포 발생량과 같아질 때까지(약 10 분), 기체 상태의 HBr을 5 내지 20 ℃의 온도에서 외부 냉각과 함께 통과시킨다. 그 다음, 혼합물을 얼음-냉각된, 포화 탄산수소사트륨 용액에 빠르게 붓고, 유기 상을 물로 세척한 후, 건조 및 증발시킨다. 상기 이성질체 브로모테트라하이드로피란(35)의 이성질체 혼합물을 조질 형태로 그 다음 반응 단계에 적용한 후, HBr을 제거하여 디하이드로피란(36)을 얻는다.

선행 단계의 이성질체 혼합물(35) 0.057 mol(23.3 g; 이론값의 63.3 %)을 톨루엔 40 ml 내의 1,5-디아자바이시클로[4.3.0]-논-5-엔 0.086 mol(10.2 ml)과 함께 6 시간 동안 환류 하에 가온한다. 냉각시킨 후에, 물 및 묽은 황산을 이용하여 pH를 3으로 조절하고, 혼합물을 격렬하게 혼합한다. 분리 후에, 유기 상을 포화된 NaHCO₃ 용액 및 물로 헹구고, 실리케겔로 여과한다. 증발을 통해 디하이드로피란(36)의 이성질체 혼합물 15.7 g(이론값의 84 %)을 얻는다.

얻어진 이성질체 혼합물(36) (15.7 g)의 수소화는 메탄올 300 ml 및 톨루엔 75 ml에 용해시키고, 촉매로서 트리스(트리페닐포스핀)로듐(I) 클로라이드 0.48 mmol(448 mg)을 사용하여 20 시간 동안 10 bar, 90 ℃에서 수행한다. 용매 증발 후에, 잔류물을 톨루엔으로 실리카겔을 통해 여과한다. 에탄올 및 헵탄에서 반복적인 분별 결정을 통해 화합물(37) 0.5 g을 얻는다.

실시예 9

말로네이트(39) 375ml(1.87 mol)을 에틸렌 글리콜 142 ml(2.55 mol) 및 p-톨루엔설폰산 모노하이드레이트 9.75 g(50 mmol)과 함께 자일렌 2.1 L에 용해시키고, 가열하여 끓인다. 자일렌 1 L를 최대 140 ℃의 온도로 증류하여 제거한다. 플라스크에 잔류하는 혼합물을 탄산수소나트륨으로 세척하고 증발시킨다. 화합물(40)을 구성하는 얻어진 잔류물을 진공에서 분별 증류한다. 수득률: 무색 액체 280 g (64 %).

질소 하에서, THF 내의 말로네이트(40) 187.2 g(790 mmol)의 용액을 비점에서 1 L의 THF에 수소화 알루미늄리튬 45.5 g(1.03 mol)의 현탁액에 가하고, 혼합물을 1 시간 동안 비점에서 가열한다. 냉각된 배치를 THF/물 혼합물(4:1)로 가수분해하고, 123 ml의 물 내의 소듐 카보네이트 데카하이드레이트의 용액을 80 ℃에서 가한다. 230 분 후에, 형성된 고체(41)를 분리해 내고, MTB 에테르로 세척한다. 유기 상을 증발시키고, 추가의 정제 없이 후속 단계에 적용한다.

질소 하에서, 디올(41) 86.3 g(580 mmol)을 DMF 1100 ml에 용해시키고, 테트라-n-부틸암모늄 요오드화물 14 g(38 mmol)을 가한다. 이어서, 미네랄 오일 내의 60 % 소듐 하이드라이드 현탁액 87.2 g(2.18 mol)을 분량으로 나누어 도입한다. RT에서 30 분 경과 후, 벤질 브로마이드 264 ml(2.18 mol)를 냉각과 함께 조심스럽게 가한다. RT에서 48 시간 경과 후, 배치를 물 3 L에 가하고, MTB 에테르로 추출한다. 유기 상을 물로 세척하고 증발시킨다. 잔류물을 실리카겔(톨루엔)에 통과시킨다. 다음과 같이 3 분획의 화합물(42)을 얻는다.

69.6 g: 함량 62.9 %

194.1 g; 함량 92.1 %

23.0 g; 함량 64.8 %

포름산 290 ml를 톨루엔 830 ml 내의 아세탈(42) 194 g(92.1 %; 540 mmol)의 용액에 가하고, 혼합물을 격렬한 교반과 함께 6 시간 동안 60 ℃에서 유지한다. 1 L의 헵탄 및 1 L의 물을 냉각된 배치에 가한다. 유기 상을 물 및 탄산수소나트륨 용액으로 세척하고 증발시킨다. 잔류물을 실리카겔(톨루엔/헵탄)에 통과시킨다. 알데히드(43) 163.7 g이 분리되어 얻어진다(함량: 63.3 %; 수득률: 67 %).

알데히드(43) 22.5 g(63 %; 50 mmol) 및 2-비닐프로판올 5.95 g(96 %; 50 mmol)을 140 ml의 디클로로메탄에 용해시키고, 비스무스(III)브로마이드 11.4 g(25 mmol)을 가한다. 배치를 RT에서 밤새 교반한다. 이어서 배치를 실리카겔을 통해 여과시키고, 증발시킨다. 브롬 화합물(44) 26.1 g이 분리되어 얻어진다(함량: 60 %; 수득률: 68 %).

질소 하에서, 브롬 화합물(44) 100 g(219 mmol)을 165 ml의 톨루엔에 용해시키고, DBN 38.5 ml를 가하고, 혼합물을 5 시간 동안 비점에서 가열한다. 이어서, 200 ml의 물을 냉각된 배치에 가하고, 그 다음 묽은 황산으로 산성화시킨다. 유기 상을 헵탄 300 ml로 희석하고, 분리한 후, 탄산수소나트륨 용액으로 세척하고 증발시킨다. 얻어진 잔류물을 실리카겔(톨루엔)에 통과시킨다. 화합물(45) 57.1 g이 분리되어 얻어진다(함량: 60 %; 수득률: 41 %).

불포화된 피란(45) 57 g(150 mmol)을 메탄올 360 ml 및 톨루엔 90 ml에 용해 시키고, (PPh₃)₃RhCl 촉매로 8 bar/80 ℃에서 수소화한다. 수소화 용액을 증발시키고, 잔류물을 실리카겔(톨루엔/MTB 에테르)에 통과시켜, 2 개의 피란(46) 분획: 32.1 g(함량: 77 %; 수득률: 43 %) 및 21.6 g(함량: 69 %; 수득률: 26 %)을 얻는다.

보호된 디올(46) 32.1 g(77 %)을 THF 321 ml에 용해시키고, 팔라듐 촉매로 수소화한다. 이어서 촉매를 분리해 내고, 용액을 증발시킨다. 얻어진 잔류물(47)을 추가의 정제 없이 후속 단계에 적용한다.

디올(47) 11 g(54 mmol)을 3,4,5-트리플루오로벤즈알데히드 8.8 g(55 mmol)과 함께 톨루엔 70 ml에 용해시키고, 350 mg의 p-톨루엔설폰산 모노하이드레이트를 가한 후, 혼합물을 물 분리기 상에서 가열하여 끓인다. 이어서, 배치를 실리카겔에 통과시키고, 용출액을 증발시킨다. 얻어진 잔류물(48)을 아세토니트릴, 아세톤 및 헵탄으로 결정화하여 정제한다.

(48): C 61 I; Δε = 21.6; Δn = 0.067

실시예 10

디올(47) 15.8 g(78 mmol)을 알데히드(49) 27.4 g(78 mmol)과 함께 톨루엔 100 ml에 용해시키고, 500 mg의 p-톨루엔설폰산 모노하이드레이트를 가한 후, 혼합물을 물 분리기 상에서 비점으로 가열한다. 이어서 배치를 실리카겔에 통과시키고 용출액을 증발시킨다. 얻어진 잔류물(50)을 아세토니트릴, 아세톤 및 헵탄으로 결정화하여 정제한다.

(50): C 92 N 113 I; Δε = 35; Δn = 0.099

화합물(47)과 유사한 디올 및 화학식(49)와 유사한 적합한 알데히드로부터 다음의 각 화합물을 제조한다:

상기 식에서, R¹¹, A¹¹, A¹², A²¹, Z²¹, A²² 및 X¹¹은 특히 다음 표 1과 같다.

알데히드(49) 및 상응하는 디올로부터 실시예 10과 유사하게 다음의 화합물을 제조한다:

C 110 N 254 I

Cl.p. = 212

Δε = 31

Δn = 0.118.

Claims (9)

1. a) 화학식 II의 디올 및 화학식 III의 알데히드를 서로 축합시켜 하기 화학식 Ia의 디옥산 화합물을 얻거나

   b) 하기 화학식 IV의 화합물을 올레핀 복분해(metathesis)에 의해 고리화하여 하기 화학식 V의 화합물을 얻고, 이어서 수소화하여 화학식 I의 화합물을 얻거나, 또는

   c) 화학식 Qa의 엔인(enyne) 에테르를 상기 엔인의 올레핀 고리-닫기 복분해에 의해 고리화하여 하기 화학식 Qb의 화합물을 얻고, 이어서, 수소화에 의해 상기 화학식 I의 화합물로 전환시키거나, 또는

   d) 하기 화학식 VI의 2-치환된 3-부테닐 알콜(호모알릴 알콜) 및 하기 화학식 VII의 알데히드를 반응시켜 하기 화학식 VIII 또는 IX의 피란 유도체를 얻은 다음, (환원성) 제거반응 및/또는 수소화를 포함하는 하나 이상의 단계에 의해 화학식 I의 화합물로 전환시키거나, 또는

   e) 화학식 III의 2-치환된 3-부테닐 알콜(호모알릴 알콜) 및 하기 화학식 X의 알데히드를 반응시켜 하기 화학식 XI 또는 XII의 중간체를 얻고,

   하기 화학식 Ie의 화합물을 상기 중간체 XI 또는 XII로부터 i) 환원성 제거반응 또는 환원, ii) 디올의 탈보호 및 iii) 화학식 OHC-[Z⁵-A⁵]_e-[Z⁶-A⁶]_f-R²의 알데히드와의 반응에 의해 제조하는 것

   을 특징으로 하는, 하기 화학식 I의 테트라하이드로피란 화합물의 제조방법:

   

   [상기 식에서,

   B는

   

   를 나타내며,

   a, b, c, d, e, f는 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내며, 이때, a + b + c + d + e + f는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이며, c + d는 0이 아니며;

   A¹, A², A³, A⁴, A⁵, A⁶은 서로 독립적으로, 동일하거나 또는 상이하며, 또한, 회전 형태 또는 거울상 형태이며,

   

   를 나타내고, 여기서 1 내지 2개의 C 원자는 임의로 N,

   

   로 교체되며,

   단, A¹, A², A³, A⁴, A⁵, A⁶ 중 하나 이상의 고리 시스템은 C 또는 B를 나타내며; 여기서

   C는

   

   를 나타내며;

   Y¹, Y² 및 Y³는 서로 독립적으로 H, 할로겐, CN, C_{1 -6}-알카닐, C_{2 -6}-알케닐, C_{2 -6}-알키닐, -OC_{1 -6}-알카닐, -OC_{2 -6}-알케닐 또는 -OC_{2 -6}-알키닐을 나타내며, 상기 지방족 라디칼은 비치환된 또는 할로겐으로 모노 또는 폴리 치환되며;

   Z³, Z⁴는 단일결합, -CH=CH- 또는 -CH₂CH₂-를 나타내며;

   Z¹, Z², Z⁵, Z⁶은 단일결합, 비치환된 또는 F 및/또는 Cl로 모노 또는 폴리 치환된 1 내지 6개의 탄소원자를 갖는 알킬렌 가교를 나타내거나, -CH=CH-, -C≡C-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂CF₂O-, 또는 -CF₂OCH₂CH₂-를 나타내며;

   n1은 0, 1, 2, 3 또는 4이며;

   n2 및 n3는 서로 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이며;

   n4는 0, 1 또는 2이며;

   W¹은 -CH₂-, -CF₂- 또는 -O-를 나타내며;

   R¹은 H, 비치환된, 또는 CN으로 모노 치환된, 또는 할로겐으로 모노- 또는 폴리 치환된 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 알킬 기를 나타내며, 여기서, 또한, 이러한 라디칼에서 하나 이상의 CH₂ 기가 서로 독립적으로, 사슬 내의 헤테로원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -C≡C-, -CH=CH-, -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-에 의해 교체될 수 있으며;

   R²는 H, 할로겐, CN, NCS, SF₅, CF₃, OCF₃, NH₂, 비치환된 또는 -CN에 의해 모노 치환된, 또는 할로겐으로 모노- 또는 폴리 치환된 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 알킬 기를 나타내며, 여기서, 또한, 이러한 라디칼에서 하나 이상의 CH₂ 기는 서로 독립적으로, 사슬 내의 헤테로원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -C≡C-, -CH=CH-, -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 교체될 수 있다]

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   [상기 식들에서,

   X¹은 염소, 브롬 또는 요오드를 나타내며,

   R³ 및 R⁴는 알콜의 보호기이며,

   R¹, R², B, A¹ 내지 A⁶, a 내지 f 및 Z¹ 내지 Z⁶은 화학식 I에서 정의한 의미를 갖는다]
2. 제 1 항에 있어서,

   A³ 및/또는 A⁴ 중 적어도 하나가 B 또는 C를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 화학식 VIII의 화합물을 VIII으로부터 치환체 X¹의 환원적 제거반응에 의해 상기 화학식 I의 화합물로 전환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 화학식 IX의 화합물을 IX의 수소화에 의해 상기 화학식 I의 화합물로 전환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 화학식 VI의 화합물을 I, Br 및 Cl 중에서 적어도 하나의 할라이드를 함유하는 하나 이상의 (루이스)산의 존재 하에 상기 화학식 VII 또는 X의 알데히드와 반응시키는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 반응을 화학식 M(X¹)_n 또는 R⁵M(X¹)_n-1의 루이스산의 존재 하에서 수행하며, 여기서 M은 B, Al, In, Sn, Ti, Fe, Zn, Zr, Au 또는 Bi를 나타내며; X¹은 Cl, Br 또는 I를 나타내며; R⁵는 1 내지 10 개의 탄소원자를 갖는 직쇄 또는 분지된 알킬 라디칼을 나타내며; n은 정수 2, 3 또는 4이며, M의 형식적인 산화수와 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 하기 화학식 XXVI의 화합물:

   

   상기 식에서,

   A¹, A⁴, A⁵, Z¹, Z⁴, a 및 e는 제 1 항의 화학식 I에서 정의된 바와 같고,

   Z⁷은 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CH₂CF₂O-를 나타내며,

   X¹은 F, CN, SF₅, NCS, OCF₃, CF₃을 나타내며,

   L¹, L²는 H, Cl 또는 F를 나타낸다.
8. 하기 화학식 XXVII의 화합물:

   

   상기 식에서,

   A¹, A⁴, A⁵, Z¹, Z⁴, a 및 e는 제 1 항의 화학식 I에서 정의된 바와 같고,

   Z⁷은 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CH₂CF₂O-를 나타내며,

   X¹은 F, CN, SF₅, NCS, OCF₃, CF₃을 나타내며,

   L¹, L²는 H, Cl 또는 F를 나타낸다.
9. 하기 화학식 XXVIII의 화합물:

   

   상기 식에서,

   A¹, A⁴, A⁵, Z¹, Z⁴, a 및 e는 제 1 항의 화학식 I에서 정의된 바와 같고,

   Z⁷은 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CH₂CF₂O-를 나타내며,

   X¹은 F, CN, SF₅, NCS, OCF₃을 나타내며,

   L¹, L²는 H, Cl 또는 F를 나타낸다.