KR20150064749A - 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
물 및 촉매의 양을 제어함으로써 톨루엔 중에서 알킬 클로로포르메이트 및 티오시아네이트로부터 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 제조하는 방법이 본원에 제공된다.
Description
알콕시카르보닐 이소티오시아네이트의 제조 방법이 본원에 제공된다.
미국 특허 8,143,395에는 히드라진 및 시아노겐 할라이드가 회피되는 제조 방법에 의해, 5-치환된-8-알콕시[1,2,4]트리아졸로[1,5-c]피리미딘-2-아민을 효율적이고 고수율로 제조하는 방법이 기재되어 있다. 방법의 제1 단계에서 하기 화학식의 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트 출발 물질이 요구된다.
상기 식에서, R은 C1-C4 알킬을 나타낸다.
미국 특허 4,659,853에는 방향족 탄화수소, 예컨대 톨루엔을 비롯한 유기 용매를 사용하여 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 생성할 수 있음이 교시되어 있다. 그러나, 반응 속도 및 수율의 개선을 위해 공-용매, 예컨대 아세토니트릴의 첨가가 필요하다.
미국 특허 4,778,921에는 용매 시스템으로서 물을 단독으로 사용하여 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 생성할 수 있음이 교시되어 있다. 미국 특허 5,194,673에는 용매 시스템으로서 물을 단독으로 사용할 때 공-촉매, 예컨대 아세트산나트륨 또는 아세트산칼륨이 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트의 생성 속도를 가속시킴이 교시되어 있다. 그러나, 수용액으로부터 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 단리하는 것은 일반적으로 분해 및 따라서 생성물의 보다 낮은 사용가능 수율을 초래한다.
분해 생성물, 예컨대 황화수소, 카르바메이트 및 알킬 클로라이드가 부재하며, 보다 빠른 속도 및 높은 수율로 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 효율적으로 제조하는 것이 유리할 것이다.
알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 제조하는 방법이 본원에 제공된다. 보다 구체적으로, a) 물 약 0.01 내지 약 1.00 몰 당량, 및 b) 고리 내에 1 또는 2개의 질소 원자를 유일한 헤테로원자로서 갖는 6원 단핵 또는 10원 융합 다핵 방향족의 헤테로시클릭 화합물을 포함하는 촉매 약 0.01 내지 약 1.00 몰 당량의 존재 하에, 약 0℃ 내지 약 110℃의 온도에서 톨루엔 용매 중에서 티오시아네이트의 염 (-SCN)과 알킬 클로로포르메이트를 접촉시키는 것을 포함하는, 하기 화학식의 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 제조하는 개선된 방법이 본원에 제공된다.
상기 식에서, R은 C1-C4 알킬을 나타낸다.
본원에 사용된 용어 알킬 및 유도체 용어, 예컨대 알콕시는 직쇄 또는 분지쇄 기를 지칭한다. 예시적 알킬 기는 메틸, 에틸, 프로필, 1-메틸-에틸, 부틸, 1,1-디메틸에틸 및 1-메틸프로필이다. 일부 실시양태에서, 알킬 기는 메틸 또는 에틸이다.
알킬 클로로포르메이트 및 티오시아네이트로부터 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 제조하는 방법이 본원에 제공된다. 이는 톨루엔 용매 중에서 적어도 1 당량의, 특정 실시양태에서 약간 과량의 C1-C4 알킬 클로로포르메이트와 티오시아네이트 염을 접촉시켜 달성한다. 임의의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 티오시아네이트를 사용할 수 있다. 특정 실시양태에서, 나트륨 및 칼륨 염을 사용한다. 특정 실시양태에서, 암모늄 티오시아네이트를 사용한다.
개선된 수율 및 반응 속도는 사용되는 물 및 촉매의 양에 좌우된다. 촉매는 고리 내에 1 또는 2개의 질소 원자를 유일한 헤테로원자로서 갖는 6원 단핵 또는 10원 융합 다핵 방향족의 헤테로시클릭 화합물로 구성된다. 예시적 촉매에는 알킬, 할로 및 알콕시 기로 치환될 수 있는 피리딘, 퀴놀린, 피리미딘, 피라진, 퀴녹살린 등이 포함되며, 단 유도체는 2-위치에서 비치환된다. 촉매 약 0.01 내지 약 1.00 몰 당량을 사용한다. 특정 실시양태에서, 촉매 약 0.01 내지 약 0.03 몰 당량을 사용한다. 물과 관련하여, 약 0.01 내지 약 1.00 몰 당량을 첨가한다. 특정 실시양태에서, 약 0.05 내지 약 0.1 몰 당량을 첨가한다.
반응은 약 0℃ 내지 약 110℃에서 수행한다. 일부 실시양태에서, 반응은 약 20℃ 내지 약 40℃에서 수행한다. 생성물은 통상적 기법에 의해 단리한다.
예시적 반응에서, 소듐 티오시아네이트를, 톨루엔, 물 및 피리딘으로 이루어진 용액 중에 현탁시킨다. 혼합물을 에틸 클로로포르메이트로 처리하고, 소듐 티오시아네이트가 소모될 때까지 교반한다. 염화나트륨을 여과 또는 수성 추출을 통해 제거한다. 생성물 에톡시카르보닐 이소티오시아네이트를 진공 증류로 단리하거나, 또는 에톡시카르보닐 이소티오시아네이트에 대해 분석한 후 반응 혼합물을 그대로 사용할 수 있다.
알킬 클로로포르메이트는 하기 화학식을 갖는다.
상기 식에서, R은 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트에 대해 상기 정의한 바와 같다.
기재된 실시양태 및 하기 실시예는 예시 목적을 위한 것이며, 청구범위의 범주를 제한하는 것으로 의도되지는 않는다. 본원에 기재된 조성물과 관련된 기타 변형, 용도 또는 조합은 청구된 대상의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않고, 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
실시예
실시예 1. 에톡시카르보닐 이소티오시아네이트의 제조.
1-리터 (L) 재킷 반응기에 소듐 티오시아네이트 (39.1 그램 (g), 0.48 몰 ( mol)) 및 310 g의 톨루엔을 충전했다. 용액을 30℃로 가열하고, 피리딘 (0.4 g, 0.005 mol) 및 물 (0.9 g, 0.05 mol)로 처리했다. 그 후 에틸 클로로포르메이트 (52.9 g, 0.49 mol)를 40분(min)에 걸쳐 용액에 적가했다. 용액을 3시간 (h) 동안 교반했고, 이 때 기체 크로마토그래피 (GC)로 측정된 바와 같이 거의 모든 에틸 클로로포르메이트가 소모되었다. 용액을 그 후 여과했고, GC로 분석하여 정량적 내부 표준 방법을 사용하여 측정한 바와 같이 최종 생성물을 99% 수율로 수득했다.
비교 실시예 2. 최소량의 물을 사용하는 에톡시카르보닐 이소티오시아네이트의 제조.
1-L 재킷 반응기에 소듐 티오시아네이트 (39.1 g, 0.48 mol) 및 310 g의 톨루엔을 충전했다. 용액을 진공 증류 (70℃, 230mmHg)를 통해 칼 피셔(Karl Fischer) 적정법으로 측정된 바와 같이 대략 50 ppm의 물을 함유할 때까지 건조시켰다. 용액을 후속적으로 30℃로 냉각시키고, 피리딘 (0.4 g, 0.005 mol)으로 처리했다. 그 후 에틸 클로로포르메이트 (52.9 g, 0.49 mol)를 용액에 40분에 걸쳐 적가했다. 용액을 22h 동안 교반했고, 이 때 GC로 측정된 바와 같이 거의 모든 에틸 클로로포르메이트가 소모되었다. 용액을 그 후 여과했고, GC로 분석하여 정량적 내부 표준 방법을 사용하여 측정한 바와 같이 최종 생성물을 63% 수율로 수득했다.
Claims (14)
- a) 물 약 0.01 내지 약 1.00 몰 당량, 및 b) 고리 내에 1 또는 2개의 질소 원자를 유일한 헤테로원자로서 갖는 6원 단핵 또는 10원 융합 다핵 방향족의 헤테로시클릭 화합물을 포함하는 촉매 약 0.01 내지 약 1.00 몰 당량의 존재 하에, 약 0℃ 내지 약 110℃의 온도에서 톨루엔 용매 중에서 티오시아네이트의 염 (-SCN)과 알킬 클로로포르메이트를 접촉시키는 것을 포함하며, 여기서 알킬 클로로포르메이트는 화학식을 갖는 것인, 하기 화학식의 알콕시카르보닐 이소티오시아네이트를 제조하는 방법.
상기 식에서, R은 C1-C4 알킬을 나타낸다. - 제1항에 있어서, R이 메틸 또는 에틸인 방법.
- 제2항에 있어서, R이 에틸인 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 티오시아네이트의 염이 나트륨, 칼륨 또는 암모늄 염인 방법.
- 제4항에 있어서, 티오시아네이트의 염이 나트륨 염인 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매가 1개 이상의 알킬, 할로 또는 알콕시 기로 임의로 치환된 피리딘, 퀴놀린, 피리미딘, 피라진 또는 퀴녹살린이며, 여기서 피리딘, 퀴놀린, 피리미딘, 피라진 또는 퀴녹살린은 2-위치에서 비치환된 것인 방법.
- 제6항에 있어서, 촉매가 피리딘인 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 물 약 0.05 내지 약 0.1 몰 당량을 사용하는 것인 방법.
- 제8항에 있어서, 물 약 0.1 몰 당량을 사용하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매 약 0.01 내지 약 0.03 몰 당량을 사용하는 것인 방법.
- 제10항에 있어서, 촉매 약 0.01 당량을 사용하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃인 방법.
- 제12항에 있어서, 온도가 약 30℃인 방법.
- 제1항에 있어서,
a. R이 메틸 또는 에틸이고;
b. 티오시아네이트의 염이 나트륨, 칼륨 또는 암모늄 염이고;
c. 촉매가 1개 이상의 알킬, 할로 또는 알콕시 기로 임의로 치환된 피리딘, 퀴놀린, 피리미딘, 피라진 또는 퀴녹살린이며, 여기서 피리딘, 퀴놀린, 피리미딘, 피라진 또는 퀴녹살린은 2-위치에서 비치환되고;
d. 약 0.05 내지 약 0.1 몰 당량의 물을 사용하고;
e. 약 0.01 내지 약 0.03 몰 당량의 촉매를 사용하고;
f. 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃인 방법.
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