KR20120041881A - Silver nanoparticle catalyzed for selective hydration of nitriles - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A selective hydration method of nitriles is provided to promote reaction in natural water effectively, and to recycle the silver nanoparticle catalyst used in hydration under natural conditions. CONSTITUTION: A selective hydration method of nitriles comprises a step of generating a mixture by mixing silver nano particles, nitriles, and water, and a step of stirring the mixture. The molar ratio of the nitrile compound is 3mmol:389mmol - 3mmol:445mmol. The amount of the silver nanoparticles is 0.3-0.5 mol% on the basis of the mixture. The selective hydration method is conducted at 373-423 K, for 30-60 minutes. The nitrile compound is benzonitrile.

Description

은 나노입자 촉매를 이용한 니트릴의 선택적 수화방법{Silver Nanoparticle Catalyzed for Selective Hydration of nitriles}[Silver Nanoparticle Catalyzed for Selective Hydration of nitriles}

본 발명은 니트릴의 수화반응에 의한 아미드의 생성에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중성 조건하에서 은 나노입자 촉매를 사용하여 니트릴 화합물을 아미드로 수화시키는 것에 관한 것이다.
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the production of amides by the hydration of nitriles, and more particularly to the hydration of nitrile compounds with amides using silver nanoparticle catalysts under neutral conditions.

금속 나노입자는 대부분의 금속과 구별되는 물리?화학적 특성으로 인해 많은 연구가 진행되어 왔다. 지난 수년 동안, 주기율표상의 거의 모든 금속이 사진 및 DNA 분석에서 퀀텀닷(QDT)에 이르기까지 다양한 분야에 적용되어 사용되었다. 이러한 분야에서, 전이원소 나노입자는 촉매에 있어서 매우 중요하고, 특히 수소화, 산화, 커플링 반응 및 선택적 광촉매 반응에 응용되었다. 게다가, 최근에 스티렌의 산화, 알코올의 산화, 페닐실란(phenylsilanes)의 산화, C-C 교차 커플링, 알켄의 에폭시화와 같은 촉매 반응에서의 은 나노입자의 성공적인 적용예들에 대한 많은 문헌들이 발간되고 있다. Metal nanoparticles have been studied a lot because of the physical and chemical properties that distinguish them from most metals. Over the years, almost all metals on the periodic table have been used in a variety of applications, from photography and DNA analysis to quantum dots (QDT). In this field, transition element nanoparticles are very important for catalysts and have been particularly applied to hydrogenation, oxidation, coupling reactions and selective photocatalytic reactions. In addition, many publications have recently been published on successful applications of silver nanoparticles in catalytic reactions such as oxidation of styrene, oxidation of alcohols, oxidation of phenylsilanes, CC cross-coupling, and epoxidation of alkenes. have.

니트릴의 그에 상응하는 아미드로의 수화는 약학적 생산물과 약 안정제의 생산, 엔지니어링 플라스틱, 세제, 폴리머 및 윤활제의 원료의 생산에 있어서 중요한 합성 매개물질로서 유기 합성에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. Hydration of nitriles to the corresponding amides plays a very important role in organic synthesis as an important synthetic mediator in the production of pharmaceutical products and drug stabilizers, and in the production of engineering plastics, detergents, polymers and lubricants.

전통적인 촉매 시스템은 동질의 강산 및 강염기 촉매작용의 존재 하에서 유기 용매가 필요하다. 따라서, 높은 수율로 아미드를 회수할 수 있고, 친환경적일 뿐 아니라 경제적으로도 유리한 니트릴의 수화방법에 대한 요구가 여전히 존재한다.
Traditional catalyst systems require organic solvents in the presence of homogeneous strong acids and strong base catalysis. Thus, there is still a need for a method of hydration of nitriles that is capable of recovering amides in high yields and which is both environmentally friendly and economically advantageous.

본 발명의 하나의 목적은 중성의 물에서 효율적으로 반응을 촉진시킬 수 있는 니트릴 화합물의 수화반응을 제공하는 것이다.
One object of the present invention is to provide a hydration reaction of a nitrile compound which can promote the reaction efficiently in neutral water.

본 발명의 다른 목적은 니트릴을 아미드로 수화하는데 사용된 은 나노입자 촉매를 중성 조건하에서 재활용할 수 있는 니트릴 화합물의 수화반응을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a hydration reaction of a nitrile compound which can recycle the silver nanoparticle catalyst used to hydrate the nitrile to amide under neutral conditions.

본 발명의 다른 목적은 중성 조건하에서 은 나노입자 촉매를 사용한 니트릴의 수화반응에 의해 제조된 아미드 화합물을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide an amide compound prepared by the hydration of nitrile using silver nanoparticle catalyst under neutral conditions.

본 발명의 하나의 양상은 은 나노입자, 니트릴 및 물을 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계; 및 상기 혼합물을 교반시키는 단계를 포함하는 니트릴 화합물의 수화방법에 관한 것이다.
One aspect of the invention provides a method of mixing a silver nanoparticle, nitrile and water to produce a mixture; And it relates to a hydration method of a nitrile compound comprising the step of stirring the mixture.

본 발명의 다른 양상은 상기 방법에 의해 수득된 아미드 화합물에 관한 것이다.
Another aspect of the invention relates to an amide compound obtained by the above method.

본 발명의 구현예들에 의한 니트릴의 수화방법은 물을 용매로 사용하고, 은 촉매를 중성 조건하에서 재활용할 수 있으므로 공정에서 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 산업상 이용가능성을 증가시킬 수 있다. 또한, 높은 전환율 및 선택성으로 활성화 니트릴 및 비활성화 니트릴 모두를 대응되는 아미드로 전환시킬 수 있다.
The method of hydrating nitrile according to the embodiments of the present invention uses water as a solvent and can recycle the silver catalyst under neutral conditions, thereby reducing the environmental impact in the process and increasing industrial applicability. Can be. In addition, high conversion and selectivity can convert both activated and inactivated nitriles to the corresponding amides.

도 1a 는 제조예 1에서 합성된 은 나노입자의 TEM 사진을 도시한 것이다.
도 1b 는 제조예 1에서 합성된 은 나노입자의 SEM 사진을 도시한 것이다.
도 1c 는 제조예 1에서 합성된 은 나노입자의 XRD 데이터를 도시한 것이다.
도 1d 는 제조예 1에서 합성된 은 나노입자의 크기 분포를 나타낸 그래프이다.
Figure 1a shows a TEM photograph of the silver nanoparticles synthesized in Preparation Example 1.
Figure 1b shows a SEM photograph of the silver nanoparticles synthesized in Preparation Example 1.
Figure 1c shows the XRD data of the silver nanoparticles synthesized in Preparation Example 1.
1D is a graph showing the size distribution of silver nanoparticles synthesized in Preparation Example 1. FIG.

이하에서 본 발명의 구현예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.

본 발명은 니트릴 화합물을 아미드 화합물로 수화하는 방법에 있어서, 상기 수화반응이 은 나노입자를 촉매로 사용하는 것을 그 특징으로 한다.
The present invention is a method for hydrating a nitrile compound with an amide compound, wherein the hydration reaction is characterized by using silver nanoparticles as a catalyst.

본 발명의 구현예들에 의한 니트릴 수화반응의 반응 메커니즘은 하기 반응식(1)로 나타낼 수 있다. The reaction mechanism of the nitrile hydration reaction according to the embodiments of the present invention can be represented by the following scheme (1).

[반응식 1]Scheme 1

Figure pat00001
Figure pat00001

본 발명의 구현예들에서 은 나노입자는 물을 용매로하여 니트릴을 수화하는 데 있어서 불균일계 촉매로 사용되는데, 이는 폴리 비닐 피롤리돈(Poly vinyl pyrrolidone; PVP)을 사용한 변형된 용매 기반 폴리올 환원에 의해 합성될 수 있다.
In embodiments of the present invention, silver nanoparticles are used as heterogeneous catalysts in hydration of nitrile with water as solvent, which is modified solvent-based polyol reduction using Poly vinyl pyrrolidone (PVP). Can be synthesized by

이하 구체적인 합성방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 질산은의 에틸렌 글리콜 용액 및 폴리 비닐 피롤리돈의 에틸렌 글리콜 용액을 시린지 펌프(syringe pump)를 이용하여 0.3 내지 0.5 ml/min의 속도로 에틸렌 글리콜에 주입한다. 주입 후에, 반응 혼합물을 423 내지 433 K의 온도에서 60 내지 90분간 환류시킨다.
Hereinafter, the specific synthesis method will be described. First, an ethylene glycol solution of silver nitrate and an ethylene glycol solution of polyvinyl pyrrolidone are injected into ethylene glycol at a rate of 0.3 to 0.5 ml / min using a syringe pump. After injection, the reaction mixture is refluxed for 60-90 minutes at a temperature of 423-433 K.

수득된 콜로이달 분산액을 실온으로 냉각시키고 아세톤으로 침전시킨 다음, 6000 내지 8000 rpm에서 10 내지 20분간 원심분리하고 침전된 은 나노입자를 에탄올로 여러 번 세정하여 은 나노입자를 얻는다.
The obtained colloidal dispersion was cooled to room temperature, precipitated with acetone, centrifuged at 6000 to 8000 rpm for 10 to 20 minutes, and the precipitated silver nanoparticles were washed several times with ethanol to obtain silver nanoparticles.

이와 같이 합성된 은 나노입자, 니트릴 및 물을 반응기에 넣고, 이 혼합물을 373 내지 423 K 의 온도에서 30 내지 60 분간 교반시켜 니트릴을 아미드로 전환시킨다.
The silver nanoparticles, nitrile and water thus synthesized are placed in a reactor and the mixture is stirred for 30 to 60 minutes at a temperature of 373 to 423 K to convert the nitrile to an amide.

본 발명의 구현예들에서 사용가능한 니트릴 화합물은 벤조니트릴, 톨루오니트릴, 니트로벤조니트릴, 클로로벤조니트릴, 브로모벤조니트릴, 아세토니트릴, 아크릴로니트릴 및 아니소니트릴 등이 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
Nitrile compounds usable in embodiments of the invention include, but are not limited to, benzonitrile, toluonitrile, nitrobenzonitrile, chlorobenzonitrile, bromobenzonitrile, acetonitrile, acrylonitrile, and annitrile, and the like. no.

물에 대한 상기 니트릴 화합물의 몰비율은 3mmol:389mmol 내지 3mmol:445mmol이다.
The molar ratio of the nitrile compound to water is 3 mmol: 389 mmol to 3 mmol: 445 mmol.

또한, 은 나노입자는 전체 혼합물에 대하여 0.3 내지 0.5mol% 사용될 수 있다. 몰 비율이 상기 범위를 벗어나는 경우 생성되는 아미드 화합물의 수득률이 떨어지게 된다.
In addition, silver nanoparticles may be used in an amount of 0.3 to 0.5 mol% based on the total mixture. If the molar ratio is out of the above range, the yield of the resulting amide compound is lowered.

본 발명의 구현예들에 의하면 은 나노입자 촉매에 의한 수화반응 이후에 은 나노입자 촉매와 반응 혼합물을 분리함으로써 은 나노입자 촉매를 회수할 수 있다. 이러한 은 나노입자 촉매의 회수는 침전, 여과 또는 원심분리에 의해 이뤄진다.
According to embodiments of the present invention, the silver nanoparticle catalyst may be recovered by separating the silver nanoparticle catalyst and the reaction mixture after the hydration reaction with the silver nanoparticle catalyst. Recovery of this silver nanoparticle catalyst is accomplished by precipitation, filtration or centrifugation.

상기 방법에 의하면 활성화 니트릴 및 비활성화 니트릴 모두를 높은 전환율 및 선택성을 가지고 대응되는 아미드로 전환시킬 수 있다. 또한, 반응에 사용된 은 나노입자는 원심분리 등에 의해 즉시 회수되어 촉매 활성도의 손실 없이 동일한 반응 조건하에서 5차례 이상 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 수화 반응은 환경에 무해한 물을 용매로 사용하여 중성 조건하에서 아미드를 높은 수율로 합성하는 것에 적용될 수 있다.
According to this method both activated nitrile and inactivated nitrile can be converted to the corresponding amides with high conversion and selectivity. In addition, the silver nanoparticles used in the reaction may be immediately recovered by centrifugation or the like and used five times or more under the same reaction conditions without loss of catalytic activity. Therefore, the hydration reaction according to the present invention can be applied to synthesizing amide in high yield under neutral conditions using water which is harmless to the environment.

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이다. 이러한 실시예는 본 발명의 바람직한 구현예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 보호범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. These examples are intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited to these examples.

분석 및 측정방법Analysis and measuring method

본 발명의 실시예에 사용된 시약들은 (주)알드리치 케미컬(Aldrich Chemical Co.) 및 ㈜ 스트렘 케미컬(Strem Chemical Co.)로부터 구입하였다. 반응 물질들은 Varian Mercury Plus (300 MHz)를 이용한 1H-NMR에 의해 분석되었다. 화학적 이동값(Chemical shift values)은 달리 표시하지 않는 한 테트라메틸실란에 대하여 ppm(parts per million)으로 기록되었고, 커플링 상수는 헤르쯔(Hertz)로 기록되었다. 반응 생성물은 알려진 화합물의 문헌값과 비교하여 배정되었다. 샘플들은 대응되는 콜로이달 형태의 용액 몇 방울을 탄소-코팅된 구리 그리드(grids)(Ted Pellar,Inc) 상에 위치시켜 TEM (Philips F20 Tecnai operated at 200 kV, KAIST)에 의해 감별되었다. X-선 분말 회절 패턴(X-ray powder diffraction)이 Rigaku D/MAX-RB (12 kW) 회절분석기상에 기록되었다. 로딩된 구리의 양은 유도 결합 플라즈마-원자 발광 분광기(inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-AES))에 의해 측정되었다.
Reagents used in the examples of the present invention were purchased from Aldrich Chemical Co., Ltd. and Strem Chemical Co., Ltd. Reactants were analyzed by 1 H-NMR using Varian Mercury Plus (300 MHz). Chemical shift values were reported in parts per million (ppm) for tetramethylsilane, unless otherwise indicated, and the coupling constants were reported in Hertz. The reaction product was assigned in comparison with the literature values of known compounds. Samples were discriminated by TEM (Philips F20 Tecnai operated at 200 kV, KAIST) by placing a few drops of the corresponding colloidal form of solution onto carbon-coated copper grids (Ted Pellar, Inc). X-ray powder diffraction was recorded on a Rigaku D / MAX-RB (12 kW) diffractometer. The amount of copper loaded was measured by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-AES).

제조예Manufacturing example 1:은 나노입자 촉매 합성 1: Silver Nanoparticle Catalyst Synthesis

은 나노입자는 폴리 비닐 피롤리돈(PVP)을 사용한 변형된 용매 기반 폴리올 환원에 의해 합성되었다. 먼저 질산은(Aldrich)의 에틸렌 글리콜 용액(0.1M) 30mL 및 폴리 비닐 피롤리돈(PVP, Aldrich, Mw=55,000)의 에틸렌 글리콜 용액(1.5M) 30mL를 시린지 펌프(syringe pump)(KDS-100, Kd Scientific Co., Wood Dale, IL, USA)를 이용하여 ~0.3ml/min의 속도로 에틸렌 글리콜(무수, 99.8%, Aldrich) 15mL에 주입하였다. 주입 후에, 반응 혼합물을 433K에서 60분간 환류시켰다. 황토색의 콜로이달 분산액을 실온으로 냉각시키고 아세톤으로 침전시킨 다음 8,000 rpm에서 10분간 원심분리하였다. 침전된 은 나노입자를 에탄올로 여러번 씻어내었다. Silver nanoparticles were synthesized by modified solvent based polyol reduction using poly vinyl pyrrolidone (PVP). First, a syringe pump (KDS-100, Kd Scientific Co., Wood Dale, IL, USA) was used to inject 15 mL of ethylene glycol (anhydrous, 99.8%, Aldrich) at a rate of ˜0.3 ml / min. After injection, the reaction mixture was refluxed at 433K for 60 minutes. The ocher colloidal dispersion was cooled to room temperature, precipitated with acetone and centrifuged at 8,000 rpm for 10 minutes. The precipitated silver nanoparticles were washed several times with ethanol.

도 1a 는 이와 같이 합성된 은 나노입자의 TEM 사진이고, 도 1b는 이의 SEM 사진이다. 도 1a에 도시된 TEM 이미지 및 도 1b에 도시된 SEM 이미지는 은 나노입자의 일반적인 구 형태를 보여준다. 이들 도면을 참조하면, 은 나노입자는 잘 분산되었고, 평균 직경이 대략 100nm인 것을 알 수 있다. Figure 1a is a TEM picture of the silver nanoparticles synthesized as described above, Figure 1b is a SEM picture thereof. The TEM image shown in FIG. 1A and the SEM image shown in FIG. 1B show the general spherical shape of the silver nanoparticles. Referring to these figures, it can be seen that silver nanoparticles are well dispersed and have an average diameter of approximately 100 nm.

도 1c 는 제조예 1에서 합성된 은 나노입자의 XRD 데이터를 도시한 것으로, 속이 빈 구의 크리스탈같은 특징이 XRD 데이터에 나타나있다. 37.9o, 44.1o, 64.2o, 및 77.2o에서의 주요 피크가 Ag 상(phase)(JCPDS No. 65-2871)에서 (111), (200), (220) 및 (311) 평면에 투영되어 배정되었다. 이와 같은 침전물들의 X-선 분말 회절 패턴은 금속 은이 존재한다는 것을 알려준다. Figure 1c shows the XRD data of the silver nanoparticles synthesized in Preparation Example 1, the crystal features of the hollow sphere is shown in the XRD data. Main peaks at 37.9 o , 44.1 o , 64.2 o , and 77.2 o are projected onto the (111), (200), (220), and (311) planes in the Ag phase (JCPDS No. 65-2871) Assigned. The X-ray powder diffraction pattern of these precipitates indicates that metal silver is present.

도 1d 는 제조예 1에서 합성된 은 나노입자의 크기 분포를 나타낸 그래프이다. 스케일 바(scale bars)는 각각 (a) 250 nm 및 (b) 300 nm을 나타낸다.
1D is a graph showing the size distribution of silver nanoparticles synthesized in Preparation Example 1. FIG. Scale bars represent (a) 250 nm and (b) 300 nm, respectively.

실시예Example 1:은 나노 입자 촉매에 의한 니트릴의 수화반응 Hydration of Nitrile by 1: Silver Nanoparticle Catalyst

제조예 1에서 합성된 은 나노입자(16.0mg, 0.3mol%), 니트릴(0.3mL, 3.0mmol) 및 물(7.0mL)을 25mL 스테인리스스틸 반응기에 넣고, 이 혼합물을 423K에서 1시간 동안 교반시켰다.Silver nanoparticles (16.0 mg, 0.3 mol%), nitrile (0.3 mL, 3.0 mmol) and water (7.0 mL) synthesized in Preparation Example 1 were placed in a 25 mL stainless steel reactor, and the mixture was stirred at 423 K for 1 hour. .

촉매의 효과를 테스트하는 시험에서 벤조니트릴을 기준 기질로 사용하였다. 벤조니트릴의 수화반응에 대한 반응 메커니즘은 하기 반응식 2로 나타낼 수 있다. Benzonitrile was used as a reference substrate in tests to test the effectiveness of the catalyst. The reaction mechanism for the hydration of benzonitrile can be represented by Scheme 2 below.

[반응식 2] Scheme 2

Figure pat00002
Figure pat00002

은 나노입자를 사용한 벤조니트릴의 수화반응 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Hydration reaction results of benzonitrile using silver nanoparticles are shown in Table 1 below.

[표 1] 은 나노입자를 사용한 벤조니트릴의 수화 반응[Table 1] Hydration of benzonitrile using silver nanoparticles

Figure pat00003
Figure pat00003

a 1H-NMR에 의해 측정됨. 수율은 사용된 벤조니트릴의 양에 기초하여 계산됨.
a Measured by 1 H-NMR. Yield is calculated based on the amount of benzonitrile used.

표 1에 나타난 바와 같이, 촉매 없이는 반응이 일어나지 않았다. 은 나노입자(0.5mol%)를 사용하고 3시간 내에 환류시켰을 때 벤즈아미드가 100% 전환되어 얻어졌다. As shown in Table 1, no reaction occurred without a catalyst. When silver nanoparticles (0.5 mol%) were used and refluxed within 3 hours, benzamide was obtained by 100% conversion.

일반적으로, 반응 온도 및 시간을 증가시키는 것이 전환을 증가시키는 효율적인 방법이었다(표 1, 번호 3, 4). 또한, 0.3mol%의 촉매를 사용했을 때에는, 같은 반응 시간 하에서 25% 수득율을 얻었다(번호 6). 번호 5에서는 오직 0.3mol%의 은 나노입자를 사용하여 100% 전환을 얻었다. 최적의 반응 조건은 물(7.0mL)에 은 나노입자(16.0mg, 0.3mol%)와 함께 니트릴 (0.3mL, 3.0mmol)을 25mL 스테인리스 스틸 반응기에 넣은 후, 상기 혼합물을 423K에서 1시간 동안 교반시키는 것이다. 반응 후에, 은 나노입자는 원심분리에 의해 분리되어 어떤 촉매 활성의 저하도 없이 같은 반응 조건하에서 5번 재사용되었다. ICP-AES(Inductively coupled plasma-mass spectrometry) 연구는 상기 촉매에서 나온 은이 무시해도 될 정도라는 것을 보여주었다. 이러한 결과는 본 발명의 촉매 시스템이 손쉬운 분리, 재활용성 및 지속성의 균질한 촉매 조건을 만족시킨다는 것을 확증시켜준다. 또한 TEM 사진에 도시된 바와 같이, 은 나노입자의 구조가 반응 후에도 변화되지 않는다는 것은 촉매 재활용성을 증명하는 것이다.
In general, increasing the reaction temperature and time was an efficient way to increase conversion (Table 1, number 3, 4). In addition, when 0.3 mol% of the catalyst was used, 25% yield was obtained under the same reaction time (No. 6). In No. 5, only 0.3 mol% of silver nanoparticles were used to obtain 100% conversion. Optimum reaction conditions were to put nitrile (0.3 mL, 3.0 mmol) with silver nanoparticles (16.0 mg, 0.3 mol%) in water (7.0 mL) in a 25 mL stainless steel reactor, and then stir the mixture at 423 K for 1 hour. It is to let. After the reaction, the silver nanoparticles were separated by centrifugation and reused five times under the same reaction conditions without any deterioration of the catalytic activity. Inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-AES) studies have shown that silver from the catalyst is negligible. These results confirm that the catalyst system of the present invention satisfies homogeneous catalyst conditions of easy separation, recyclability and persistence. In addition, as shown in the TEM photograph, the structure of the silver nanoparticles does not change even after the reaction is to prove the catalyst recycling.

추가적으로 다양한 니트릴들에 대한 촉매 수화 반응이 수행되었으며 그 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에 나타난 바와 같이 은 나노입자는 광범위한 니트릴에 대하여 탁월한 활성을 보여주었다.
Additionally Catalytic hydration reactions for various nitriles were performed and the results are shown in Table 2. As shown in Table 2, silver nanoparticles showed excellent activity against a wide range of nitriles.

[표 2] 은 나노입자를 사용한 다양한 니트릴의 수화 반응Table 2 Hydration of Various Nitriles Using Silver Nanoparticles

Figure pat00004
Figure pat00004

a 반응 조건: Ag NPs (16.0 mg, 0.3 mol%), 니트릴(3.0 mmol) 및 물(7.0 mL) 을 25 mL 의 스테인레스 스틸 반응기 내에서 혼합하였다.
a Reaction conditions: Ag NPs (16.0 mg, 0.3 mol%), nitrile (3.0 mmol) and water (7.0 mL) were mixed in 25 mL of stainless steel reactor.

반응은 423 내지 453K에서 다양한 니트릴에 대하여 수행되었다. 은 나노입자는 물을 용매로하는 활성화되거나 비활성화된 니트릴의 수화에 대하여 높은 촉매 활성을 갖는다. 일반적으로 반응 온도를 증가시키는 것이 반응 수율을 증가시키는 효율적인 방법이었다. 반응 속도는 벤조니트릴의 방향족 고리에 치환된 치환체의 전기적인 영향을 크게 받지 않았다. σ-, m-, 및 p-톨루오니트릴(toluonitriles)이 은 나노입자에 의해 촉매화 되었고, 반응 속도에서 오르쏘 치환된 니트릴의 입체 장애가 관찰되었다(표 2, 번호 2, 5, 7). 은 나노입자는 예를 들어, 아세토니트릴 및 아크릴로니트릴과 같은 지방족 니트릴의 수화반응에 대하여 반응성이 더 작았다(표 2, 번호 15, 16, 17). 전자 끌게 그룹(electron-withdrawing groups)을 갖는 치환된 방향족 니트릴은 전자 주게 그룹(electron donating groups)을 갖는 방향족 니트릴에 비하여 반응성이 더 작았다(표 2, 번호 9-14).
The reaction was carried out on various nitriles at 423-453 K. Silver nanoparticles have high catalytic activity against hydration of activated or inactivated nitriles with water as solvent. In general, increasing the reaction temperature was an efficient way to increase the reaction yield. The reaction rate was not significantly affected by the electrical effects of the substituents substituted on the aromatic ring of benzonitrile. σ-, m- , and p -toluonitriles were catalyzed by silver nanoparticles and steric hindrance of ortho-substituted nitriles was observed at the reaction rate (Table 2, numbers 2, 5, 7). Silver nanoparticles were less reactive to hydration of aliphatic nitriles such as, for example, acetonitrile and acrylonitrile (Table 2, numbers 15, 16, 17). Substituted aromatic nitriles with electron-withdrawing groups were less reactive than aromatic nitriles with electron donating groups (Table 2, numbers 9-14).

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many modifications are made by those skilled in the art to which the present invention pertains within the scope of the technical idea of the present invention. This possibility will be self-evident.

Claims (10)

은 나노입자, 니트릴 및 물을 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계; 및 상기 혼합물을 교반시키는 단계를 포함하는 니트릴 화합물의 수화방법.
Mixing the silver nanoparticles, nitrile and water to produce a mixture; And stirring the mixture.
제 1항에 있어서, 상기 물에 대한 니트릴 화합물의 몰비율이 3mmol:389mmol 내지 3mmol:445mmol 인 것을 특징으로 하는 니트릴 화합물의 수화방법.
The method of claim 1, wherein the molar ratio of the nitrile compound to water is 3 mmol: 389 mmol to 3 mmol: 445 mmol.
제 1항에 있어서, 상기 은 나노입자는 상기 혼합물에 대하여 0.3 내지 0.5 mol% 사용하는 것을 특징으로 하는 니트릴 화합물의 수화방법.
The method of claim 1, wherein the silver nanoparticles are used in an amount of 0.3 to 0.5 mol% based on the mixture.
제 1항에 있어서, 상기 방법은 373 내지 423K의 반응온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 니트릴 화합물의 수화방법.
The method for hydrating a nitrile compound according to claim 1, wherein the method is performed at a reaction temperature of 373 to 423K.
제 1항에 있어서, 상기 방법은 30 내지 60분간 교반시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 니트릴 화합물의 수화방법.
The method of claim 1, wherein the method is carried out by stirring for 30 to 60 minutes.
제 1항에 있어서, 상기 은 나노입자를 촉매로 사용하여 수화반응을 실시하고, 반응후에 촉매와 반응 혼합물을 분리함으로써 은 나노입자 촉매를 회수함을 특징으로 하는 니트릴 화합물의 수화방법.
The method of hydrating a nitrile compound according to claim 1, wherein the silver nanoparticle catalyst is recovered by performing a hydration reaction using the silver nanoparticle as a catalyst and separating the catalyst and the reaction mixture after the reaction.
제 6항에 있어서, 상기 은 나노입자 촉매의 회수는 침전, 여과 또는 원심분리에 의해 이뤄지는 것을 특징으로 하는 니트릴 화합물의 수화방법.
The method of claim 6, wherein the recovery of the silver nanoparticle catalyst is carried out by precipitation, filtration or centrifugation.
제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니트릴 화합물은 벤조니트릴, 톨루오니트릴, 니트로벤조니트릴, 클로로벤조니트릴, 브로모벤조니트릴, 아세토니트릴, 아크릴로니트릴 및 아니소니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 니트릴 화합물의 수화방법.
The nitrile compound according to any one of claims 1 to 7, wherein the nitrile compound is selected from the group consisting of benzonitrile, toluonitrile, nitrobenzonitrile, chlorobenzonitrile, bromobenzonitrile, acetonitrile, acrylonitrile and annitrile. Hydrating method of a nitrile compound, characterized in that at least one selected.
제 8 항에 있어서, 상기 니트릴 화합물은 벤조니트릴인 것을 특징으로 하는 니트릴 화합물의 수화방법.
9. The method of hydrating a nitrile compound according to claim 8, wherein the nitrile compound is benzonitrile.
제 1항에 의한 수화방법에 의해 수득된 아미드 화합물.
An amide compound obtained by the hydration method according to claim 1.
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