KR20110046556A - α-히드록시에스테르 화합물의 제조 방법 - Google Patents

α-히드록시에스테르 화합물의 제조 방법 Download PDF

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KR20110046556A
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Abstract

본 발명은, 유기 용매와 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 혼합물에 염화수소가 알코올에 용해되어 있는 용액을 첨가하는 공정 I, 및 상기 공정 I에 의해 얻어진 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 물을 혼합하는 공정 II를 포함하는 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조 방법을 제공한다.
<화학식 1>
Figure pct00034

<화학식 3>

Description

α-히드록시에스테르 화합물의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING α-HYDROXYESTER COMPOUND}
본 발명은, α-히드록시에스테르 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
시아노히드린 화합물로부터 α-히드록시에스테르 화합물을 제조하는 방법으로서, 예를 들면 일본 특허 공개 (평)4-230241호 공보에는 시아노히드린 화합물이 알코올에 용해되어 있는 용액에 염화수소 가스를 공급한 후, 물을 첨가하는 방법이 개시되어 있다. 국제 공개 제2007/018221호 공보에는, 시아노히드린 화합물, 알코올 및 물을 포함하는 혼합물에 염화수소 가스를 공급하는 방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은, 양호한 수율로 α-히드록시에스테르 화합물을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 유기 용매와 소정의 시아노히드린 화합물을 포함하는 혼합물에 염화수소가 탄소수 1 내지 4인 알코올에 용해되어 있는 용액을 첨가함으로써 상기 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 이하의 발명에 관한 것이다.
[1] 유기 용매와 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(이하, 본 화합물을 만델로니트릴 화합물 (1)이라고 하는 경우가 있음)을 포함하는 혼합물에 염화수소가 하기 화학식 2로 표시되는 알코올(이하, 이 알코올을 알코올 (2)라고 하는 경우가 있음)에 용해되어 있는 용액을 첨가하는 공정 I, 및 상기 공정 I에 의해 얻어진 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 물을 혼합하는 공정 II를 포함하는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조 방법.
Figure pct00001
(식 중, R1은 독립적으로 치환되어 있을 수도 있는 알킬기, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알키닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기, 치환되어 있을 수도 있는 페닐기, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기, 치환되어 있을 수도 있는 아미노기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타냄)
Figure pct00002
(식 중, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
Figure pct00003
(식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
Figure pct00004
(식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[2] 상기 [1]에 있어서, 화학식 1에서 m이 1인 제조 방법.
[3] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 화학식 1에서 R1이 하기 화학식 5로 표시되는 제조 방법.
Figure pct00005
(식 중, R3은 치환되어 있을 수도 있는 페닐기를 나타냄)
[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 화학식 1로 표시되는 화합물이 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴인 제조 방법.
[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 있어서, 상기 염화수소의 함유량이 상기 용액 100 중량부에 대하여 20 내지 60 중량부인 제조 방법.
[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 있어서, 상기 유기 용매가 방향족 탄화수소인 제조 방법.
[7] 유기 용매와 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 혼합물에 염화수소가 하기 화학식 2로 표시되는 알코올에 용해되어 있는 용액을 첨가하는 공정을 포함하는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 제조 방법.
<화학식 1>
Figure pct00006
(식 중, R1은 독립적으로 치환되어 있을 수도 있는 알킬기, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알키닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기, 치환되어 있을 수도 있는 페닐기, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기, 치환되어 있을 수도 있는 아미노기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타냄)
<화학식 2>
Figure pct00007
(식 중, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
<화학식 3>
Figure pct00008
(식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[8] 하기 화학식 3으로 표시되는 중간체로서, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조용 중간체.
<화학식 3>
Figure pct00009
(식 중, R1은 독립적으로 치환되어 있을 수도 있는 알킬기, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알키닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기, 치환되어 있을 수도 있는 페닐기, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기, 치환되어 있을 수도 있는 아미노기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
<화학식 4>
Figure pct00010
(식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[9] 하기 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조에 있어서 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 용도.
<화학식 4>
Figure pct00011
(식 중, R1은 독립적으로 치환되어 있을 수도 있는 알킬기, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알키닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기, 치환되어 있을 수도 있는 페닐기, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기, 치환되어 있을 수도 있는 아미노기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
<화학식 3>
Figure pct00012
(식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[10] 하기 화학식 3-1로 표시되는 화합물.
<화학식 3-1>
Figure pct00013
(식 중, R1a는 독립적으로 -CH2-R3a를 나타내고, R3a는 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기 또는 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기를 나타내고, m1은 0 내지 5의 정수를 나타내고, R2a는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
본 발명에 따르면, 양호한 수율로 α-히드록시에스테르 화합물을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서, 치환되어 있을 수도 있는 알킬기는 그의 탄소수가 통상적으로 1 내지 12 정도이다. 상기 알킬기는 비치환된 알킬기일 수도 있고, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 알콕시기, 페녹시기 등으로 치환되어 있는 알킬기일 수도 있다. 비치환된 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-옥틸기, n-데실기를 들 수 있다. 치환되어 있는 알킬기의 예로서는, 모노플루오로메틸기, 디플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기 등의 할로알킬기, 히드록시메틸기, 니트로메틸기, 아미노메틸기를 들 수 있다.
알콕시기로 치환되어 있는 알킬기의 예로서는, 메톡시메틸기, 에톡시메틸기, n-프로폭시메틸기, 이소프로폭시메틸기, n-부톡시메틸기, 이소부톡시메틸기, s-부톡시메틸기, t-부톡시메틸기 등, 치환기로서 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 갖는 알킬기를 들 수 있다. 페녹시기로 치환되어 있는 알킬기로서는, 하기 화학식 5로 표시되는 기를 들 수 있다. R3으로서는 비치환된 페닐기나, 알킬기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 알콕시기 등의 치환기를 1개 또는 복수개 갖는 페닐기를 들 수 있다. 본 명세서에서 치환된 페닐기는 치환기가 1 내지 5개일 수도 있지만, 1 내지 3개인 것이 바람직하고, 1 내지 2개인 것이 보다 바람직하다. 상기 치환기를 갖는 페닐기로서는, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 2,3-디메틸페닐기, 2,4-디메틸페닐기, 2,5-디메틸페닐기, 2,6-디메틸페닐기 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 페닐기; 2-클로로페닐기, 3-클로로페닐기, 4-클로로페닐기 등의 할로겐 치환 페닐기; 2-히드록시페닐기, 3-히드록시페닐기, 4-히드록시페닐기 등의 히드록시 치환 페닐기; 2-니트로페닐기, 3-니트로페닐기, 4-니트로페닐기 등의 니트로기 치환 페닐기; 2-메톡시페닐기, 3-메톡시페닐기, 4-메톡시페닐기 등의 탄소수 1 내지 4의 알콕시기로 치환된 페닐기를 들 수 있다.
<화학식 5>
Figure pct00014
(식 중, R3은 치환되어 있을 수도 있는 페닐기를 나타냄)
본 발명에서, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기는 그의 탄소수가 통상적으로 2 내지 12 정도이다. 상기 알케닐기는 비치환된 알케닐기일 수도 있고, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 알콕시기 등으로 치환되어 있는 알케닐기일 수도 있다. 비치환된 알케닐기의 예로서는 비닐기, 알릴기, 1-부테닐기, 1-펜테닐기, 1-헥세닐기, 1-옥테닐기를 들 수 있다. 치환되어 있는 알케닐기의 예로서는, 3-히드록시-1-프로페닐기, 3-니트로-1-프로페닐기, 3-아미노-1-프로페닐기, 3-메톡시-1-프로페닐기를 들 수 있다.
본 발명에서, 상기 알키닐기는 통상적으로 그의 탄소수가 2 내지 12 정도이다. 상기 알키닐기는 비치환된 알키닐기일 수도 있고, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 알콕시기 등으로 치환되어 있는 알키닐기일 수도 있다. 비치환된 알키닐기의 예로서는, 1-에티닐기, 프로파르길기, 1-부티닐기, 1-펜티닐기, 1-헥시닐기, 1-옥티닐기를 들 수 있다. 치환되어 있는 알키닐기의 예로서는, 3-히드록시-1-프로피닐기, 3-니트로-1-프로피닐기, 3-아미노-1-프로피닐기, 3-메톡시-1-프로피닐기 등을 들 수 있다.
본 발명에서, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기는 그의 탄소수가 통상적으로 1 내지 12 정도이다. 상기 알콕시기는 비치환된 알콕시기일 수도 있고, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 알콕시기 등으로 치환되어 있는 알콕시기일 수도 있다. 비치환된 알콕시기의 예로서는, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기, n-부톡시기, 이소부톡시기, s-부톡시기, t-부톡시기, 1-헥실옥시기, 1-옥틸옥시기를 들 수 있다. 치환되어 있는 알콕시기의 예로서는, 트리플루오로메틸옥시기, 히드록시메틸옥시기, 니트로메틸옥시기, 아미노메틸옥시기, 메톡시메틸옥시기를 들 수 있다.
본 발명에서 치환되어 있을 수도 있는 페닐기는, 예를 들면 상술한 R3과 동일한 치환기를 들 수 있다.
본 발명에서, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기는 그의 탄소수가 통상적으로 1 내지 12 정도이다. 상기 페녹시기는 비치환된 페녹시기일 수도 있고, 알킬기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 알콕시기 등으로 치환되어 있는 페녹시기일 수도 있다. 본 명세서에서 치환기를 갖는 페녹시기는 치환기가 1 내지 5개일 수도 있지만, 1 내지 3개인 것이 바람직하고, 1 내지 2개인 것이 보다 바람직하다. 치환되어 있는 페녹시기로서는, 2-메틸페녹시기, 3-메틸페녹시기, 4-메틸페녹시기, 2,3-디메틸페녹시기, 2,4-디메틸페녹시기, 2,5-디메틸페녹시기, 2,6-디메틸페녹시기 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 페닐기; 2-클로로페녹시기, 3-클로로페녹시기, 4-클로로페녹시기 등의 할로겐 치환 페닐기; 2-히드록시페녹시기, 3-히드록시페녹시기, 4-히드록시페녹시기 등의 히드록시 치환 페닐기; 2-니트로페녹시기, 3-니트로페녹시기, 4-니트로페녹시기 등의 니트로기 치환 페닐기; 2-메톡시페녹시기, 3-메톡시페녹시기, 4-메톡시페녹시기 등의 탄소수 1 내지 4의 알콕시기로 치환된 페닐기를 들 수 있다.
본 발명에서 치환되어 있을 수도 있는 아미노기로서는, 예를 들면 비치환된 아미노기; 메틸아미노기, 디메틸아미노기 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬로 치환된 아미노기를 들 수 있다.
본 발명에서, 할로겐 원자로서는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있다.
본 발명에서 만델로니트릴 화합물 (1)은, 화학식 1에서 m=1인 화합물이 바람직하다. 상기 R1은 방향환의 2 위치에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 만델로니트릴 화합물 (1)은 R1이 하기 화학식 5로 표시되는 기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 페닐기인 화합물이 바람직하고, R1이 상기 화학식 5로 표시되는 기인 화합물이 보다 바람직하다.
<화학식 5>
Figure pct00015
(R3은 치환되어 있을 수도 있는 페닐기를 나타냄)
상기 만델로니트릴 화합물 (1)로서는, 2-(5-메틸페녹시메틸)만델로니트릴, 2-(2-메틸페녹시메틸)만델로니트릴, 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴, 2-(페녹시메틸)만델로니트릴, 2-메톡시만델로니트릴, 2-에톡시만델로니트릴, 2-프로폭시만델로니트릴, 2-부톡시만델로니트릴, 2-페닐만델로니트릴이 더욱 바람직하다.
상기 만델로니트릴 화합물 (1)은, 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴(화학식 1에서 m=1이고, R1이 방향환의 2 위치에 치환되어 있고, 2,5-디메틸페녹시메틸기인 화합물)인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 유기 용매로서는, 예를 들면 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠 등의 방향족 탄화수소; n-헥산, n-헵탄 등의 지방족 탄화수소; 시클로펜탄, 시클로헥산 등의 지환식 탄화수소; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤; 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란 등의 에테르를 들 수 있다. 상기 유기 용매로서 필요에 따라 이들 2종 이상을 사용할 수 있다. 이 중에서도 방향족 탄화수소가 바람직하고, 탄소수 1 내지 3의 알킬기로 치환된 방향족 탄화수소가 보다 바람직하다. 유기 용매의 사용량은, 만델로니트릴 화합물 (1) 1 중량부에 대하여 통상적으로 0.5 중량부 이상, 바람직하게는 1 중량부 이상이고, 상기 사용량의 상한은 통상적으로 10 중량부, 바람직하게는 5 중량부, 보다 바람직하게는 3 중량부이다.
본 발명의 제조 방법은, 유기 용매와 만델로니트릴 화합물 (1)을 포함하는 혼합물에 염화수소가 알코올 (2)에 용해되어 있는 용액(이하, 이 용액을 "알코올 (2) 용액"이라고 칭함)을 첨가하는 공정 I을 포함한다.
유기 용매와 만델로니트릴 화합물 (1)을 포함하는 혼합물에 알코올 (2) 용액을 첨가함으로써, 만델로니트릴 화합물 (1), 염화수소 및 알코올 (2)로부터 이미노에스테르 (3)으로의 반응의 효율이 양호해진다. 따라서, 공정 I에 의해 높은 전화율 및 선택률로 이미노에스테르 (3)을 얻을 수 있다.
알코올 (2)는, 하기 화학식 2로 표시된다.
<화학식 2>
Figure pct00016
(식 중, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
본 발명에서 R2로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기를 들 수 있다.
상기 알코올 (2)의 구체예로서는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올을 들 수 있다. 상기 알코올 (2)로서는 메탄올이 바람직하다.
알코올 (2) 용액 중의 염화수소의 함유량은, 상기 용액 100 중량부에 대하여 통상적으로 20 중량부 이상, 바람직하게는 40 중량부 이상이고, 상기 함유량의 상한은 상기 용액 100 중량부에 대하여 통상적으로 60 중량부, 바람직하게는 55 중량부이다.
염화수소의 사용량은 만델로니트릴 화합물 (1) 1 몰에 대하여 통상적으로 1 몰 이상, 바람직하게는 1.2 몰 이상이고, 상기 사용량의 상한은 만델로니트릴 화합물 (1) 1 몰에 대하여 통상적으로 5 몰, 바람직하게는 3 몰, 보다 바람직하게는 2.5 몰이다.
유기 용매와 만델로니트릴 화합물 (1)을 포함하는 혼합물에 알코올 (2) 용액을 첨가하는 방법으로서는, 상기 혼합물에 상기 용액을 일괄적으로 첨가하는 방법이나, 상기 혼합물에 상기 용액을 소량씩 적하하는 방법을 들 수 있다. 이 중에서도 상기 혼합물에 상기 용액을 소량씩 적하하는 방법이 바람직하며, 그 적하 시간은 통상적으로 0.5 내지 20 시간, 바람직하게는 1 내지 10 시간이다. 또한, 상기 혼합물에 상기 용액을 첨가한 후, 보온하면서 교반을 계속하여 만델로니트릴 화합물 (1)을 충분히 전화시킬 수 있다. 그 보온 시간은 통상적으로 0.5 내지 20 시간, 바람직하게는 1 내지 10 시간이다.
공정 I에서의 온도는 통상적으로 -20 ℃ 이상, 바람직하게는 0 ℃ 이상이고, 상기 온도의 상한은 통상적으로 50 ℃, 바람직하게는 30 ℃이다.
상기 공정 I에 의해 이미노에스테르 (3)을 얻을 수 있다. 상기 이미노에스테르 (3)에 대해서는 후술한다.
본 발명의 제조 방법은, 추가로 상기 이미노에스테르 (3)과 물을 혼합하는 공정 II를 포함한다. 공정 II에서는, 이미노에스테르 (3)과 물이 반응함으로써 α-히드록시에스테르 (4)를 얻을 수 있다.
상기 공정 II에서는 상기 이미노에스테르 (3)과 물이 혼합되기 때문에, α-히드록시에스테르 (4)의 전화율 및 선택률이 매우 양호하다. 즉, 본 제조 방법은 상술한 공정 I 및 공정 II를 포함하기 때문에, 만델로니트릴 화합물 (1)로부터 높은 수율 및 선택률로 α-히드록시에스테르 (4)를 제조할 수 있다.
상기 공정 II 에서의 물의 사용량은 공정 I에서 사용한 알코올 (2) 용액 1 중량부에 대하여 통상적으로 0.1 중량부 이상, 바람직하게는 0.5 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 1 중량부 이상이며, 상기 사용량의 상한은 알코올 (2) 용액 1 중량부에 대하여 통상적으로 10 중량부, 바람직하게는 5 중량부, 보다 바람직하게는 3 중량부이다.
상기 이미노에스테르 (3)과 물의 혼합은 단리한 이미노에스테르 (3)에 물을 첨가함으로써 행할 수도 있고, 상술한 공정 I의 반응으로부터 얻어지는 반응 혼합물에 물을 첨가함으로써 행할 수도 있다. 상기 이미노에스테르 (3)과 물의 혼합 방법으로서는, 이미노에스테르 (3) 또는 상기 반응 혼합물에 물을 일괄적으로 첨가하는 방법이나, 이미노에스테르 (3) 또는 상기 반응 혼합물에 물을 소량씩 적하하는 방법을 들 수 있다. 이미노에스테르 (3) 또는 상기 반응 혼합물에 물을 소량씩 적하하는 경우, 물의 적하 시간은 통상적으로 0.5 내지 20 시간, 바람직하게는 1 내지 10 시간이다. 또한, 상기 혼합 후, 보온하면서 교반을 계속하여 이미노에스테르 (3)을 충분히 전화시킬 수 있다. 그 보온 시간은 통상적으로 0.5 내지 20 시간, 바람직하게는 1 내지 10 시간이다.
공정 II 에서의 온도는 통상적으로 0 ℃ 이상, 바람직하게는 5 ℃ 이상이며, 상기 온도의 상한은 통상적으로 70 ℃, 바람직하게는 60 ℃이다.
상기 공정 II에서 α-히드록시에스테르 (4)는 상술한 이미노에스테르 (3)과 물의 혼합에 의해 얻어지는 반응 혼합물로부터 공지된 방법으로 단리할 수 있다. 상기 단리 방법으로서는, 예를 들면 증류나 정석을 들 수 있다.
상기 공정 II에 의해 얻어진 α-히드록시에스테르 (4)는, 필요에 따라 종래 공지된 수단에 의해 정제할 수 있다. 상기 정제 방법으로서는, 예를 들면 유수 분리를 들 수 있다.
바람직한 α-히드록시에스테르 (4)로서는, 예를 들면 1-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)페닐〕-2-히드록시아세트산에스테르, 1-〔2-(5-메틸페녹시메틸)페닐〕-2-히드록시아세트산에스테르, 1-〔2-(2-메틸페녹시메틸)페닐〕-2-히드록시아세트산에스테르, 1-〔2-(페녹시메틸)페닐〕-2-히드록시아세트산에스테르, 1-(2-메톡시페닐)-2-히드록시아세트산에스테르, 1-(2-에톡시페닐)-2-히드록시아세트산에스테르, 1-(2-프로폭시페닐)-2-히드록시아세트산에스테르, 1-(2-부톡시페닐)-2-히드록시아세트산에스테르, 1-(2-비페닐)-2-히드록시아세트산에스테르를 들 수 있다.
상기 이미노에스테르 (3)은, 하기 화학식 3으로 표시된다.
<화학식 3>
Figure pct00017
(식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
상기 이미노에스테르 (3)은 α-히드록시에스테르 (4)의 제조, 특히 본 발명의 제조 방법에서 선택률 및 수율이 양호한 중간체로서 유용하다. 화학식 3으로 표시되는 중간체이며, α-히드록시에스테르 (4)의 제조용 중간체, 및 α-히드록시에스테르 (4)의 제조에서의 화학식 3으로 표시되는 화합물의 사용도 각각 본 발명의 하나다.
화학식 3에서 R1, R2 및 m은, α-히드록시에스테르 (4)가 고수율이 되기 때문에 상술한 만델로니트릴 화합물 (1)에서의 각 치환기와 동일한 기인 것이 바람직하다.
바람직한 이미노에스테르 (3)으로서는, 예를 들면 1-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-〔2-(5-메틸페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-〔2-(2-메틸페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-〔2-(페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-(2-메톡시페닐)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-(2-에톡시페닐)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-(2-프로폭시페닐)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-(2-부톡시페닐)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-(2-비페닐)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 들 수 있다.
이미노에스테르 (3)은, 예를 들면 상술한 바와 같이 공정 I에 의해 얻을 수 있다. 상술한 공정 I을 포함하는 이미노에스테르 (3)의 제조 방법도 본 발명의 하나다. 상기 이미노에스테르 (3)은, 상기 공정 I에서의 반응에 의해 얻어진 반응 혼합물로부터 종래 공지된 단리 방법에 의해 단리할 수 있다. 상기 단리 방법으로서는, 예를 들면 증류나 정석을 들 수 있다. 얻어지는 이미노에스테르 (3)은, 예를 들면 IR이나 NMR에 의해 분석할 수 있다.
상기 이미노에스테르 (3) 중, 하기 화학식 3-1로 표시되는 화합물도 본 발명의 하나다.
<화학식 3-1>
Figure pct00018
(식 중, R1a는 독립적으로 -CH2-R3a를 나타내고, R3a는 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기 또는 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기를 나타내고, m1은 0 내지 5의 정수를 나타내고, R2a는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
상기 화학식 3-1로 표시되는 화합물은, 우수한 선택률로 α-히드록시에스테르 (4)를 제조할 수 있는 중간체로서 유용하다.
상기 화학식 3-1에서 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기 및 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기로서는, 각각 상기 R1에 대하여 예시한 기를 들 수 있다.
화학식 3-1에서 R1a는 바람직하게는 -CH2-R3a(R3a=치환되어 있을 수도 있는 페녹시기)이고, 보다 바람직하게는 -CH2-R3a(R3a=탄소수 1 내지 3의 알킬기로 치환된 페녹시기)이다.
R2a는 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 2의 알킬기이다. m1은 바람직하게는 1 내지 2이고, 보다 바람직하게는 1이다. R1a는 이미노에스테르를 갖는 치환기에 대하여 오르토 위치에 위치하는 것이 바람직하다.
화학식 3-1로 표시되는 화합물로서는, 예를 들면 1-{2-〔(디C1-C4알킬)페녹시메틸〕페닐}-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-{2-〔(C1-C4알킬)페녹시메틸〕페닐}-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-(페녹시메틸)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 들 수 있으며, 바람직하게는 1-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드, 1-(2-페녹시메틸)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 들 수 있다.
화학식 3-1로 표시되는 화합물은 화학식 3으로 표시되는 화합물과 동일하게 제조할 수 있으며, 특히 상기 공정 I의 방법에서 높은 선택률로 얻을 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예를 나타낸다. 또한, 만델로니트릴 화합물 (1)의 전화율이나 α-히드록시에스테르 (4)의 수율은 각 반응 혼합물의 조성을 고속 액체 크로마토그래피(사용 장치: 시마즈 LC-10A, 시마즈사 제조)로 분석함으로써 구하였다.
실시예 1
3 L 플라스크에 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴 255.9 g(0.91 몰) 및 크실렌 469.0 g을 넣어 혼합한 후, 얻어진 혼합물 i을 교반하면서 7 ℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 혼합물에 47 중량％의 염화수소를 함유하는 메탄올 용액 160.1 g(염화수소의 몰수; 2.06 몰)을 2 시간 동안 적하한 후, 얻어진 혼합물 ii를 7 ℃에서 2 시간 동안 보온 교반하여 1-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 포함하는 반응 혼합물을 얻었다. 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴의 전화율은 99.2 ％였다.
이어서, 상기 반응 혼합물에 물 320.1 g을 1 시간 동안 적하한 후, 얻어진 혼합물 iii을 50 ℃로 승온시키고, 이어서 1 시간 동안 보온 교반하여 유수 2층의 혼합액을 얻었다. 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴의 전화율은 99.5 ％였으며, 2-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)〕-2-히드록시아세트산메틸의 수율은 96.2 ％였다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 조작을 행함으로써, 1-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 포함하는 반응 혼합물을 얻었다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 여과함으로써, 얻어진 고체를 건조하여 백색 분말상의 1-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 얻었다.
상기 화합물의 매스 스펙트럼(MS), NMR 스펙트럼, 적외 분광 스펙트럼(IR)의 데이터는 이하와 같았다.
Figure pct00019
Figure pct00020
또한, 각 측정은 이하의 조건으로 행하였다.
·매스 스펙트럼(MS): 1 μg의 샘플을 Q-Tof micro(워터스(Waters) 제조)로 ESI+로 분석하였다.
·NMR 스펙트럼: 10 mg의 샘플을 d-MeOH 600 mg에 용해시킨 후, NMR PS400WB(바리안사 제조, 400 MHz)로 측정하였다.
·적외 분광 스펙트럼(IR): 마그나(Magna) 760(니콜레트(Nicolet)사 제조, ATR)으로 측정하였다.
실시예 3
100 mL 플라스크에 2-에톡시만델로니트릴 9 g(0.051 몰) 및 크실렌 13.5 g을 넣어 혼합한 후, 얻어진 혼합물 i-a를 교반하면서 7 ℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 혼합물에 47 중량％의 염화수소를 함유하는 메탄올 용액 7.89 g(염화수소의 몰수; 0.1 몰)을 2 시간 동안 적하한 후, 얻어진 혼합물 ii-a를 7 ℃에서 2 시간 동안 보온 교반하여 1-(2-에톡시페닐)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 포함하는 반응 혼합물을 얻었다. 2-에톡시만델로니트릴의 전화율은 88.6 ％였다.
이어서, 상기 반응 혼합물에 물 15.78 g을 1 시간 동안 적하한 후, 얻어진 혼합물 iii-a를 50 ℃로 승온시키고, 이어서 1 시간 동안 보온 교반하여 유수 2층의 혼합액을 얻었다. 수층을 분리한 후, 유층에 1 ％ 황산 15.78 g을 첨가하여 혼합 분액한 후, 얻어진 유층에 물 15.78 g을 첨가하여 혼합 분액함으로써 유층을 얻었다. 상기 유층을 감압하에 70 ℃에서 농축하여, 2-(2-에톡시페닐)-2-히드록시아세트산메틸을 9.3 g 얻었다. 수율은 87.1 ％였다.
실시예 4
100 mL 플라스크에 2-페닐만델로니트릴 3 g(0.014 몰) 및 크실렌 4.5 g을 넣어 혼합한 후, 얻어진 혼합물 i-b를 교반하면서 7 ℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 혼합물에 47 중량％의 염화수소를 함유하는 메탄올 용액 2.23 g(염화수소의 몰수; 0.028 몰)을 2 시간 동안 적하한 후, 얻어진 혼합물 ii-b를 7 ℃에서 1 시간 동안 보온 교반하여 1-(2-비페닐)-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 포함하는 반응 혼합물을 얻었다. 2-페닐만델로니트릴의 전화율은 100 ％였다.
이어서, 상기 반응 혼합물에 물 4.45 g을 1 시간 동안 적하한 후, 50 ℃로 승온시키고, 이어서 1 시간 동안 보온 교반하여 유수 2층의 혼합액을 얻었다. 수층을 분리한 후, 유층에 1 ％ 황산 4.45 g을 첨가하여 혼합 분액한 후, 얻어진 유층에 물 4.45 g을 첨가하여 혼합 분액함으로써 유층을 얻었다. 상기 유층을 감압하에 70 ℃에서 농축하여, 2-(2-비페닐)-2-히드록시아세트산메틸을 2.87 g 얻었다. 수율은 82.6 ％였다.
비교예 1
3 L 플라스크에 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴 55.62 g(0.2 몰) 및 메탄올 83.43 g을 넣어 혼합한 후, 얻어진 혼합물 i-c를 교반하면서 7 ℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 혼합물에 염화수소 가스 16.38 g(0.45 몰)을 2 시간 동안 공급하여, 1-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)페닐〕-1-히드록시-2-메톡시에탄이미늄클로라이드를 포함하는 반응 혼합물을 얻었다. 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴의 전화율은 100 ％이지만, 상기 이미늄염 이외의 부생물도 상당수 관측되었다.
이어서, 상기 반응 혼합물에 물 32.75 g을 1 시간 동안 적하한 후, 얻어진 혼합물 ii-c를 50 ℃로 승온시키고, 이어서 1 시간 동안 보온 교반하여 유수 2층의 혼합액을 얻었다. 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴의 전화율은 100 ％였으며, 2-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)〕-2-히드록시아세트산메틸의 수율은 57.1 ％였다.
비교예 2
500 ml 플라스크에 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴 55.62 g(0.2 몰) 및 크실렌 71 g, 메탄올 19 g, 물 39.14 g을 넣어 혼합한 후, 얻어진 혼합물 i-d를 교반하면서 40 ℃로 승온시켰다. 이어서, 상기 혼합물에 염화수소 가스 7.94 g(0.22 몰)을 1 시간 동안 공급하였다. 이어서, 얻어진 혼합물 ii-d를 89 ℃에서 4 시간 동안 가열하고, 실온까지 냉각한 후, 유수 2층의 혼합액을 얻었다. 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴의 전화율은 4.4 ％였으며, 2-〔2-(2,5-디메틸페녹시메틸)〕-2-히드록시아세트산메틸의 수율은 3.1 ％였다.
본 발명의 제조 방법에 따르면, 양호한 수율로 α-히드록시에스테르 화합물을 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. 유기 용매와 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 혼합물에 염화수소가 하기 화학식 2로 표시되는 알코올에 용해되어 있는 용액을 첨가하는 공정 I, 및 상기 공정 I에 의해 얻어지는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 물을 혼합하는 공정 II를 포함하는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조 방법.
    <화학식 1>
    Figure pct00021

    (식 중, R1은 독립적으로 치환되어 있을 수도 있는 알킬기, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알키닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기, 치환되어 있을 수도 있는 페닐기, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기, 치환되어 있을 수도 있는 아미노기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타냄)
    <화학식 2>
    Figure pct00022

    (식 중, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
    <화학식 3>
    Figure pct00023

    (식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
    <화학식 4>
    Figure pct00024

    (식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
  2. 제1항에 있어서, 화학식 1에서 m이 1인 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식 1에서 R1이 하기 화학식 5로 표시되는 제조 방법.
    <화학식 5>
    Figure pct00025

    (식 중, R3은 치환되어 있을 수도 있는 페닐기를 나타냄)
  4. 제1항에 있어서, 화학식 1로 표시되는 화합물이 2-(2,5-디메틸페녹시메틸)만델로니트릴인 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 염화수소의 함유량이 상기 용액 100 중량부에 대하여 20 내지 60 중량부인 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유기 용매가 방향족 탄화수소인 제조 방법.
  7. 유기 용매와 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 혼합물에 염화수소가 하기 화학식 2로 표시되는 알코올에 용해되어 있는 용액을 첨가하는 공정을 포함하는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 제조 방법.
    <화학식 1>
    Figure pct00026

    (식 중, R1은 독립적으로 치환되어 있을 수도 있는 알킬기, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알키닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기, 치환되어 있을 수도 있는 페닐기, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기, 치환되어 있을 수도 있는 아미노기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타냄)
    <화학식 2>
    Figure pct00027

    (식 중, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
    <화학식 3>
    Figure pct00028

    (식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
  8. 하기 화학식 3으로 표시되는 중간체로서, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조용 중간체.
    <화학식 3>
    Figure pct00029

    (식 중, R1은 독립적으로 치환되어 있을 수도 있는 알킬기, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알키닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기, 치환되어 있을 수도 있는 페닐기, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기, 치환되어 있을 수도 있는 아미노기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
    <화학식 4>
    Figure pct00030

    (식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
  9. 하기 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조에 있어서 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 용도.
    <화학식 4>
    Figure pct00031

    (식 중, R1은 독립적으로 치환되어 있을 수도 있는 알킬기, 치환되어 있을 수도 있는 알케닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알키닐기, 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기, 치환되어 있을 수도 있는 페닐기, 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기, 치환되어 있을 수도 있는 아미노기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
    <화학식 3>
    Figure pct00032

    (식 중, R1, R2 및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타냄)
  10. 하기 화학식 3-1로 표시되는 화합물.
    <화학식 3>
    Figure pct00033

    (식 중, R1a는 독립적으로 -CH2-R3a를 나타내고, R3a는 치환되어 있을 수도 있는 알콕시기 또는 치환되어 있을 수도 있는 페녹시기를 나타내고, m1은 0 내지 5의 정수를 나타내고, R2a는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)
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