KR20140016945A - Ｓ-트리아진 화합물의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

용매로서 크실렌 이성질체 혼합물 중에서 1:3 내지 1:5의 몰비로 시아누르산 할로겐화물과 에스테르 알콜의 라디칼로서 C₆-C₁₂-알킬 라디칼을 포함하는 p-아미노벤조산 에스테르를 반응시킴으로써 하기 화학식 (1)의 s-트리아진 유도체를 제조하는 방법을 기재한다. 상기 방법은 용매를 0.6 내지 2.1 mol/l의 양으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
<화학식 (1)>

상기 식에서,
R은 C₁-C₁₂-알킬 라디칼임.

Description

Ｓ-트리아진 화합물의 제조 방법 {PROCESS FOR THE PREPARATION OF S-TRIAZINE COMPOUNDS}

본 발명은 광보호제로서 사용될 수 있는 s-트리아진 화합물을 공업적으로 간단하고 경제적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

DE-A 32 05 398에는 매우 우수한 광보호제인 p-아미노벤조산 에스테르의 라디칼로 치환된 s-트리아진 유도체가 기재되어 있다. 제조예에 따라, 화합물은 용매로서 비교적 과량의 지방족 또는 방향족 탄화수소, 특히 벤진 또는 크실렌 중에서 시아누르산 염화물을 p-아미노벤조산 에스테르와 반응시킴으로써 제조된다. 최종 생성물 중에 약 20 내지 30 중량%로 잔류하는 용매 잔류물은 감압하에 주의깊게 건조시킴으로써 완전히 제거되어야 한다.

화합물이 매우 높은 온도에서 너무 신속하게 건조되는 경우 제조되는 순수한 생성물은 화장품에서 통상적으로 사용되는 오일 중에서 낮은 용해도를 갖기 때문에 이러한 건조 및 산업적 규모의 용매 교환은 에너지 소모적이고 매우 시간 소모적인 일이다.

놀랍게도, 본원에서는 유의하게 감소된 양의 용매를 사용함으로써 높은 순도의 생성물이 높은 수율로 제조될 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 용매를 0.6 내지 2.1 mol/l의 양으로 사용함을 특징으로 하며, 용매로서 크실렌 이성질체 혼합물 중에서 1:3 내지 1:5의 몰비로 시아누르산 할로겐화물과 에스테르 알콜의 라디칼로서 C₁-C₁₂-알킬 라디칼을 포함하는 p-아미노벤조산 에스테르를 반응시킴으로써 하기 화학식 (1)의 s-트리아진 유도체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

<화학식 (1)>

상기 식에서,

R은 C₁-C₁₂-알킬 라디칼임.

본 발명에 따른 s-트리아진 유도체의 제조를 위한 출발 화합물은 시아누르산 염화물 또는 브롬화물, 바람직하게는 시아누르산 염화물 및 또한 p-아미노벤조산의 C₁-C₁₂-n- 또는 이소알킬 에스테르, 바람직하게는 C₆-C₁₀-n- 또는 이소알킬 에스테르, 매우 특히 바람직하게는 2-에틸헥실 에스테르 (= 에틸헥실트리아존)이다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은 하기 화학식 (2)의 화합물 (INCI명: 에틸헥실 트리아존)의 제조에 관한 것이다.

<화학식 (2)>

공정 동안 크실렌 이성질체 혼합물은 재순환된다. 용매의 양을 감소시킴으로써, 이에 따라 더 적은 물 및 더 적은 다른 부성분이 비말 동반된다. 에너지 및 시간 요건이 감소되고; 혼합물은 전적으로 보다 농축된다.

특히 바람직한 실시양태에서, 반응은 용매없이 수행된다.

바람직하게는, 반응은 85 내지 140℃, 바람직하게는 105 내지 125℃, 특히 바람직하게는 110 내지 120℃의 온도에서 수행된다. 반응은 이러한 온도 범위에서 준 (quasi) 1단계 반응으로서 수행될 수 있다. 놀랍게도, 이러한 온도 범위 내에서 반응이 수행되는 동안 비교적 소량으로 매우 성가시고 수율을 감소시키는 부성분인 모노히드록시트리아진의 형성이 유의하게 감소한다.

바람직한 실시양태에서, p-아미노벤조산 에스테르는 화학량론적으로 투여된다. 사용에 있어서 증가된 가능성 외에 (p-아미노벤조산 에스테르는, 과량의 경우에 에탄올 회수 동안 저부를 통해 반응 후에 방출됨), 결정화 동안 농도 및 온도의 함수로서 부성분이 비말 동반되기 때문에 생성물 품질은 긍정적인 영향을 받는다. 추가적으로, 약 20 내지 25℃의 공정 종료 온도는 낮게 떨어질 수 있는데, 즉 더 낮은 온도로 냉각될 수 있으며, 이는 개선된 수율을 야기한다.

바람직하게는, p-아미노벤조산 에스테르는 투여 전에 진공 증류에 의해 정제된다.

반응 용매로서 사용되는 크실렌 이성질체 혼합물은 바람직하게는 반응 전에 공비 탈수된다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 시아누르산 할로겐화물이 공비 탈수된 크실렌 이성질체 혼합물과 현탁액으로서 초기 충전물로서 도입된다. 이를 위해, 60℃초과의 온도에서 현탁액의 제조를 위한 시아누르산 할로겐화물의 첨가시 모노히드록시트리아진의 가능한 형성을 방지하기 위해, 용매는 바람직하게는 승온, 특히 80 내지 90℃의 온도에서 리시버로 이송된다.

지금까지 공지된 시아누르산 할로겐화물의 전환 반응의 경우에, 반응 용기의 벽에 케이킹된 시아누르산 할로겐화물과 관련된 문제가 항상 발생한다. 그 결과, 시아누르산 할로겐화물의 완전한 전환을 보장하기 위해 상당히 변동된 시아누르산 할로겐화물의 공급량, 및 과량의 p-아미노벤조산 에스테르를 필요로 한다.

이러한 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 방법에서, 고체 시아누르산 할로겐화물용 공급 튜브 및 리시버 용기에 존재하는 시아누르산 할로겐화물의 임의의 점착물을 제거하기 위해 압력하에 공정 용매로 가동되는 회전 세척 노즐을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 p-아미노벤조산 에스테르가 정확하고 실질적으로 화학량론적으로 투여되게 한다.

본 발명에 따른 방법의 특정 실시양태는 진공 증류함으로써 정제된 p-아미노벤조산 에스테르를 탈수된 크실렌 이성질체 혼합물을 포함하는 반응기로 도입하고, 약 80 내지 110℃, 바람직하게는 85 내지 95℃로 이를 가열하고, 이어서 110 내지 120℃의 온도에서 시아누르산 할로겐화물 현탁액에 계량첨가하는 것으로 이루어진다.

시아누르산 할로겐화물 투여를 완료하였을 때, 105 내지 125℃, 바람직하게는 110 내지 120℃로 완속 (ramp) 가열을 수행한다. 후-반응은 리시버로부터 1 내지 5시간, 바람직하게는 1.5 내지 2.5시간 동안 105 내지 125℃, 바람직하게는 115 내지 120℃의 온도에서 수행된다.

이어서, 반응 혼합물을 냉각시키고, 염기, 예를 들어 NH₃, 알칼리 금속 수산화물, 탄산염 또는 중탄산염으로 중화시킨다. 공정 용매를 증류하여 제거하고, 또다른 용매, 예를 들어 알콜로 대체하고, 여과한다. 이어서, 혼합물을 냉각 결정화에 의해 침전시키고, 여과하고, 생성물을 세척하고 건조시킨다.

건조기에서 사용되는 슬라이딩 링 액체는 바람직하게는 3% 농도 과산화수소 용액이다. 이는 세균 관련 문제를 피할 수 있다. 소량의 슬라이딩 링 액체는 생성물로의 이들의 경로를 찾을 수 있으나, 과산화수소는 건조 동안 제거되는 무해한 성분으로 분해되기 때문에 이는 문제가 되지 않는 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 따른 방법에서 p-아미노벤조산 에스테르가 화학량론적으로 투여된다는 점의 결과로서, 증류 컬럼의 컬럼 저부를 위한 용매로서 및 또한 증류 잔류물을 위한 용매로서 사용될 수 있는 반응 혼합물 중에 과량의 p-아미노벤조산 에스테르가 없다.

본 발명에 따라, 팔라티놀 (프탈산 에스테르) 및/또는 2-에틸헥실헥산올이 이러한 기능을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 화학식 (1)의 화합물은 화장품 제제에서 광보호제로서 적합하다. 광보호 에멀션, 수중유 광보호 크림, 유중수 광보호 크림 또는 광보호 포옴 (foam)으로서 이러한 화장품 제제의 조성물의 예는 EP 0 087 098에서 발견할 수 있다.

화장품 제제에서 화학식 (1)의 화합물을 위한 용매로서 작용하는 통상의 화장품 오일은 모 C₆-C₁₀-알칸산 외에, DE 35 18 670에 기재된 C₁₀-C₂₀-알킬 에스테르, 예컨대 세틸스테아릴 2-에틸헥사노에이트, 예를 들어 땅콩유, 올리브유, 이소프로필 스테아레이트, 이소프로필 미리스테이트, 코코넛 지방산 트리글리세리드, 카프리릭산/카프릭산 트리글리세리드, 트리에틸 시트레이트, 폴리에틸렌 글리콜 글리세릴 코코에이트, 디이소프로필 아디페이트, 프로폭실화된 미리스틸 알콜 또는 이들의 혼합물이다. 명시된 화장품 오일 중에서 화학식 (1)의 화합물의 용해도는 충분히 높다.

하기 실시예는 본 발명을 예시하며, 본 발명은 이들로 제한되지 않는다.

실시예

실시예 1: 에틸헥실트리아존의 제조

구조식:

승온 (60℃ 초과)에서 리시버에서 교반하여 500 kg의 시아누르산 염화물을 1000 l의 크실렌 중에 현탁시켰다. 반응 종료 무렵에, 벽 등으로부터의 임의의 점착된 시아누르산 염화물을 현탁액으로 세정하기 위해 세정 노즐을 통해 리시버로 약 50 l의 크실렌을 계량첨가하였다.

반응기에서, 사전에 2000 l의 크실렌을 초기 충전물로서 도입하고 공비 증류하여 탈수시켰다 (목적 값: 250 ppm 미만 (칼-피셔 (Karl-Fischer) 적정에 의해 측정됨)). 함수량을 확인한 후에, 1000 l의 크실렌을 리시버로 이송하고 크실렌의 현탁액을 위해 사용하였다. 이송은 바람직하게는 60 내지 80℃의 온도에서 수행하였다.

이어서, 사전에 증류에 의해 정제된 약 2020 kg의 2-에틸헥실 p-아미노벤조에이트를 반응기 중의 크실렌으로 펌핑하고, 약 90℃로 가열하였다. 이어서, 온도를 105 내지 120℃로 유지하면서 3시간에 걸쳐 온도-제어 방식으로 내용물을 리시버로 계량첨가하였다 (HCl의 방출). N₂를 도입함으로써, 반응 혼합물로부터 가능한한 HCl을 제거하였다.

후-반응은 110 내지 120℃에서 1시간 동안 수행되었다.

실시예 2 (실험실 실시예 )

750 ml 플라스크에서, 초기 충전물로서 147 g의 에틸헥실 p-아미노벤조에이트를 75 ml의 크실렌과 함께 도입하고, 120℃로 가열하였다. 115 내지 125℃에서 교반하면서 1시간에 걸쳐 37.5 g의 시아누르산 염화물을 계량첨가하고, 이어서 37 ml의 크실렌으로 세정하였다. 약 120℃에서, 1시간에 걸쳐 후-반응을 수행하였다. 약 90℃로 냉각시킨 후, 혼합물을 염화나트륨 용액으로 중화시키고 이어서 30분 동안 교반하였다.

유기상을 분리하고, HPLC를 사용하여 분석하였다. 주성분 90.5 면적%, 부성분 0.5 중량%.

생성된 에틸헥실트리아존 (CAS No. 88122-99-0)은 하기 흡수 스펙트럼을 나타내었다.

Claims (9)

1. 용매를 0.6 내지 2.1 mol/l의 양으로 사용함을 특징으로 하며, 용매로서 크실렌 이성질체 혼합물 중에서 1:3 내지 1:5의 몰비로 시아누르산 할로겐화물과 에스테르 알콜의 라디칼로서 C₆-C₁₂-알킬 라디칼을 포함하는 p-아미노벤조산 에스테르를 반응시킴으로써 하기 화학식 (1)의 s-트리아진 유도체를 제조하는 방법.
   <화학식 (1)>
   

   

   
   상기 식에서,
   R은 C₁-C₁₂-알킬 라디칼임.
2. 제1항에 있어서, 하기 화학식 (2)의 화합물의 제조와 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
   <화학식 (2)>
   

   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 크실렌 이성질체 혼합물이 반응의 시작 전에 공비 탈수되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 반응이 용매 없이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 반응이 85 내지 140℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, p-아미노벤조산 에스테르가 화학량론적으로 투여되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 시아누르산 할로겐화물이 공비 탈수된 크실렌 이성질체 혼합물과 현탁액으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 반응 용기에 점착된 시아누르산 할로겐화물을 압력하에 용매로 가동되는 회전 세척 노즐을 사용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 진공 증류에 의해 정제된 p-아미노벤조산 에스테르를 탈수된 크실렌 이성질체 혼합물을 포함하는 반응기에 도입하고, 80 내지 110℃로 가열하고, 이어서 110 내지 120℃의 온도에서 시아누르산 할로겐화물 현탁액을 계량첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.