KR20170084048A - 중수소화 방향족 화합물 제조 방법 - Google Patents

중수소화 방향족 화합물 제조 방법 Download PDF

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KR20170084048A
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데이비드 피. 벨론
데이비드 피. 딕슨
제프리 에이. 메를로
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

방향족 수소를 갖는 방향족 화합물을 중수소화하는 방법이 제공된다. 본 방법은: (a) 방향족 화합물 및 전이 금속 촉매가 용해되거나 분산된 산화중수소를 포함하는 액체 조성물을 공급하는 단계; 및 (b) 120℃ 이상의 온도 및 50 psi 이상의 압력에서 24시간 이하의 기간 동안 액체 조성물을 가열하여 중수소화 방향족 화합물을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

중수소화 방향족 화합물 제조 방법{METHOD FOR PREPARING DEUTERATED AROMATIC COMPOUNDS}
본 발명은 일반적으로 중수소화 방향족 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
중수소(deuterium)는 자연 존재비(natural abundance)가 대략 0.015%이다. 중수소의 농도가 풍부한 중수소화 화합물은 잘 알려져 있다. 중수소화 방향족 화합물은 화학 반응 및 대사 경로를 연구하기 위해 사용되어 왔다. 방향족 화합물은 또한 의약, 농업 화학물질, 기능성 물질 및 분석 추적자(analytical tracers)용 원료로 사용되어 왔다. 어떤 중수소화 전계 발광 물질은 중수소화되지 않은 동위 이성질체(isotopologues)에 비해 향상된 성능(효율, 수명)을 나타낸다(예를 들면, Lecloux, et al. PCT Int. Appl. (2010), WO 2010114583 A1 20101007 및 Tong, et al. J. Phys. Chem . C 2007, 111, 3490-4 참조). 중수소화 화합물을 형성하는 현재의 방법은 높은 수준의 중수소화를 달성하기 위해 다중 처리를 필요로 할 수 있다. 또한, 이러한 방법은 고비용 및/또는 시간 소모적일 수 있다.
중수소화 방향족 화합물 형성을 위한 개선된 방법은 지속적으로 요구되고 있다.
방향족 수소를 갖는 방향족 화합물을 중수소화하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
(a) 방향족 화합물 및 전이 금속 촉매가 용해되거나 분산된 산화중수소를 포함하는 액체 조성물을 공급하는 단계; 및
(b) 120℃ 이상의 온도 및 50 psi 이상의 압력에서 24시간 이하의 기간 동안, 액체 조성물을 가열하여 중수소화 방향족 화합물을 형성하는 단계를 포함한다.
상기의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 첨부된 청구범위에서 정의되는 본 발명을 제한하지 않는다.
많은 양태 및 구현예가 위에서 설명되었지만, 이는 단지 예시적인 것이며 제한적인 것은 아니다. 이 명세서를 읽은 후, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 양태 및 구현예가 가능하다는 것을 이해할 것이다.
임의의 하나 이상의 구현예에 대한 다른 특징 및 이점은 이하 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명에서는, 먼저 용어의 정의 및 해설을 언급하고, 이어서 중수소화 방법 그리고 마지막으로는 실시예를 언급한다.
1. 용어의 정의 및 해설
이하에서 기술되는 구현예를 상세히 다루기 전에, 일부 용어를 정의하거나 명확히 하기로 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "방향족 화합물"은 4n+2 비편재화된 파이 전자(delocalized pi electrons)를 갖는 적어도 하나의 불포화 환형기를 포함하는 유기 화합물을 의미하고자 하는 것이다. 이 용어는 탄화수소 방향족 화합물 및 헤테로 방향족 화합물 모두를 포함하고자 하는 것이다. 용어 "탄화수소 방향족 고리" 또는 "탄화수소 방향족 화합물"은 방향족 모이어티가 탄소 및 수소 원자만을 갖는 방향족 고리 또는 화합물을 나타낸다. 용어 "헤테로 방향족 고리" 또는 "헤테로 방향족 화합물"은 적어도 하나의 방향족 모이어티에서 환형기 내의 하나 이상의 탄소 원자가 질소, 산소, 황 등과 같은 다른 원자로 치환된 방향족 고리 또는 화합물을 나타낸다.
용어 "방향족 수소"는 방향족 고리에 직접 결합된 수소를 나타낸다.
용어 "중수소화"는 자연 존재비 수준 대비 100배 이상으로 중수소("D")가 존재하는 화합물 또는 기를 나타낸다. 방법을 언급할 때의 "중수소화"는 분자 내의 하나 이상의 수소를 중양자로 치환하는 것을 의미한다. "중수소화 %" 또는 "% 중수소화됨"은 양성자와 중양자의 합에 대한 중양자의 비율을 백분율로 표현한 것을 의미한다.
용어 "동위 이성질체"는 동위 원소의 조성만 다른 분자들을 나타낸다.
본 명세서에서, 명시적으로 달리 언급하거나 용법의 맥락에서 반하여 나타내지 않는 한, 본원 요지의 구현예가 특정 특징 또는 요소를 포함하거나, 내포하거나, 함유하거나, 갖거나, 이로 이루어지거나 또는 이에 의해 또는 이로 구성되는 것으로 언급되거나 설명되는 경우, 명시적으로 언급하거나 설명한 것 이외의 하나 이상의 특징 또는 요소가 구현예에 존재할 수 있다. 본원에 개시된 요지의 대안적 구현예는 본질적으로 특정 특징 또는 요소로 이루어지는 것으로 설명되는데, 이러한 구현예에는 구현예의 작동 원리 또는 구별되는 특징을 실질적으로 변화시키는 특징 또는 요소가 존재하지 않는다. 본원에 기술된 요지의 또 다른 대안적 구현예는 특정 특징 또는 요소로 이루어지는 것으로 설명되는데, 이러한 구현예 또는 그 비실질적 변형예에는 구체적으로 언급하거나 설명한 특징 또는 요소만이 존재한다.
또한, 명시적으로 반대로 언급하지 않는 한, "또는"은 포함적 논리합을 말하는 것이며, 배타적 논리합을 말하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 어느 하나를 만족한다: A는 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 비존재), A는 거짓(또는 비존재)이고 B는 참(또는 존재), A와 B 모두가 참(또는 존재).
또한, 본원에 기재된 요소들 및 성분들을 설명하기 위해 단수형 명사를 사용한다. 이는 단순히 편리성을 위해, 그리고 발명의 범위의 일반적 의미를 제공하기 위해 사용될 뿐이다. 이러한 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 파악되어야 하며, 단수형은 명백하게 단수임을 의미하는 것이 아니라면 복수형 또한 포함한다.
원소의 주기율표 내의 열에 대응하는 족(group) 번호는 문헌[CRC Handbook of Chemistry and Physics, 81st Edition(2000-2001)]에 나타난 바와 같이 "새로운 표기(New Notation)" 규정을 사용한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 구현예의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료는 이하에 기재되어 있다. 특별한 문구가 언급되지 않는 한, 본원에서 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 다른 참고 문헌은 그 전체가 참조로 포함된다. 서로 상충되는 경우, 정의를 포함하여, 본 명세서에 따른다. 또한, 재료, 방법, 실시예는 단지 예시적인 것이며 제한적인 것은 아니다.
본원에 설명되지 않은 범위에서, 특정 재료, 공정 및 회로에 대한 많은 세부 사항은 통상적인 것이며 유기 발광 다이오드 디스플레이, 광 검출기, 광전지 및 반도체 기술 분야의 교재 및 다른 자료로부터 찾을 수 있을 것이다.
2. 중수소화 방법
중수소화 재료를 제조하는 두 가지 일반적인 방식이 존재한다. 첫 번째 방식은, 이용 가능한 중수소화 전구체 분자로부터 다단계로 합성하는 것이다. 구조적 다양성이 제한적이고, 상업적으로 이용 가능한 중수소화 전구체 및 시약이 상대적으로 고가이기 때문에, 이 방법은 대부분의 경우에 있어서 바람직하지 못하다. 두 번째 일반적인 방식은 합성 후 수소-중수소(hydrogen-deuterium, H/D) 교환 방식이다. H/D 교환 방법에 대한 전반적인 개요는 문헌[Atzrodt, et al. Angew . Chem . Int. Ed. 2007 , 46, 7744-65]을 참고한다.
C-H 결합의 과중수소화(perdeuteration)를 달성하기 위해 사용될 수 있는 합성 방법은 세 범주로 나누어진다: 1) 산-또는 염기-처리, 2) 초임계 가열(supercritical heating) 및 3) 전이 금속-촉매. 이 방법들의 조합, 예컨대 염기 존재 하에서의 초임계 가열 또한 사용된다.
이러한 세가지 반응 방식 모두 H/D 교환을 위한 중수소 소스가 필요하다. H/D 교환 반응에서 중수소 소스로 사용되는 상업적으로 이용 가능한 유기 용매는 아세톤-d6, DMSO-d 6 , DMF-d 7 , 메탄올-d 4 및 가장 일반적으로는 벤젠-d 6 를 포함한다. 이러한 중수소화 유기 용매는 대부분의 경우 D2O(중수)로부터 제조되며, 특히 기재에 전달되는 중수소 원자의 실제 개수를 고려할 때 매우 고가이다. 비용 측면에서, 보다 저렴한 D2O를 사용하는 것이 바람직하다.
pH 의존형 교환 방법 중에서, 염기 촉진 공정은 활용 범위가 상대적으로 작으며, 대부분의 경우 벤질 자리에서 α-를 카르보닐기로 교환하는 데 국한된다. 매우 다양한 브뢴스테드 산 및 루이스 산은 중수소화 용매의 존재 하에서 다양한 탄화수소 방향족 화합물에서의 교환을 촉진시킨다. 방향족 기재에 전자가 풍부하지 않는 경우, 산 촉진 방법의 효율성은 현저하게 감소된다. 교환 위치가 전형적인 친전자성 치환 반응에서 나타나는 반응성(reactivity) 패턴을 따르는 산-촉진 공정에서는, 위치 선택성(regioselectivity)의 문제 또한 존재할 수 있다. 이는, 격렬한 반응 조건에 의존하지 않고서는 높은 수준의 중수소화를 달성하는 것을 어렵게 할 수 있다.
초임계 중수는 방향족 기질과 H/D 교환을 거치지만, 매우 높은 온도(>374℃)가 요구되므로, 열 안정성이 높지 않은 화합물과의 반응은 불가능해진다.
균질(Ir, Pt, Rh 및 Ru의 수용성 착물) 전이 금속 촉매와 비균질(PtO2, Pt(블랙), Pt-C, Pd(OH)2, PdCl2 및 Pd-C) 전이 금속 촉매 모두 H/D 교환 공정에서 중수소 소스로 D2O를 사용할 수 있다. 이는, 보다 고가의 중수소화 유기 용매를 필요로 하는 공정에 비해 비용 절감의 결과를 가져온다.
실시예에 나타낸 바와 같이, 백금 촉매 하에서 D2O에서의 H/D 교환 정도는 C6D6에 강산을 사용한 비교예에서 관측되는 것보다 예상외로 크다. 이러한 더 높은 반응성에 의해, 과중수소화를 달성하기 위한 다중 처리의 필요성 또한 감소될 수 있다.
방향족 화합물의 중수소화를 위한 신규한 방법은:
(a) 방향족 화합물 및 전이 금속 촉매가 용해되거나 분산된 산화중수소를 포함하는 액체 조성물을 공급하는 단계; 및
(b) 120℃ 이상의 온도 및 50 psi 이상의 압력에서 24시간 이하의 기간 동안, 액체 조성물을 가열하여 중수소화 방향족 화합물을 형성하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 방법은 종래 기술의 방법에 비해 보다 높은 중수소화율(percentage of deuteration)을 나타낸다.
일부 구현예에서, 중수소화 방향족 화합물의 생성물은 적어도 50% 중수소화된다.
일부 구현예에서, 중수소화 방향족 화합물의 생성물은 적어도 60% 중수소화된다.
일부 구현예에서, 중수소화 방향족 화합물의 생성물은 적어도 70% 중수소화된다.
일부 구현예에서, 중수소화 방향족 화합물의 생성물은 적어도 80% 중수소화된다.
일부 구현예에서, 방향족 화합물은 적어도 하나의 탄화수소 방향족 고리를 갖는다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 다중 탄화수소 방향족 고리를 갖는다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 헤테로 방향족 고리를 갖지 않는다.
일부 구현예에서, 방향족 화합물은 축합(fused) 방향족 고리를 갖는다.
탄화수소 방향족 화합물의 예는, 벤젠(benzene), 나프탈렌(naphthalene), 안트라센(anthracene), 비페닐(biphenyl), 테르페닐(terphenyl), 나프타센(naphthacene), 펜타센(pentacene), 페난트렌(phenanthrene), 크리센(chrysene), 피렌(pyrene), 플루오란텐(fluoranthene), 플루오렌(fluorene), 벤조플루오렌(benzofluorene), 트리페닐렌(triphenylene), 테트라벤즈안트라센(tetrabenzanthracene) 및 이들의 치환 유도체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
일부 구현예에서, 탄화수소 방향족 화합물은 안트라센, 비페닐, 크리센, 플루오렌, 피렌, 트리페닐렌 및 이들의 치환 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 방향족 화합물은 적어도 하나의 헤테로 방향족 고리를 갖는다.
일부 구현예에서, 헤테로 방향족 고리는 적어도 하나의 고리 원자(N)를 갖는 N-헤테로아릴(heteroaryl) 화합물이다.
일부 구현예에서, N-헤테로아릴 화합물은 피롤(pyrrole), 이미다졸(imidazole), 퓨린(purine), 피라졸(pyrazole), 트리아졸(triazole), 피리딘(pyridine), 피라진(pyrazine), 피리미딘(pyrimidine), 피리다진(pyridazine), 트리아진(triazine), 인돌(indole), 인돌로인돌(indoloindole), 카르바졸(carbazole), 인돌로카르바졸(indolocarbazole), 벤즈이미다졸(benzimidazole), 이미다조벤즈이미다졸(imidazobenzimidazole), 인다졸(indazole), 벤조트리아졸(benzotriazole), 트리아졸로피리딘(triazolopyridine), 퀴놀린(quinoline), 이소퀴놀린(isoquinoline), 퀴나졸린(quinazoline), 퀴녹살린(quinoxaline), 나프티리딘(naphthyridine), 페난트롤린(phenanthroline), 퀴놀리노퀴놀린(quinolinoquinolines) 및 이들의 치환 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, N-헤테로아릴 화합물은 벤즈이미다졸, 인돌로카르바졸, 인돌로인돌, 이소퀴놀린, 페난트롤린, 퀴놀론(quinolone) 및 이들의 치환 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 방향족 화합물은 하나 이상의 탄화수소 방향족 고리 및 적어도 하나의 헤테로 방향족 고리를 갖는다.
일부 구현예에서, 탄화수소 방향족 고리는 하나 이상의 치환기로 더 치환된다. 예시적인 치환기로는, 알킬기(alkyl groups), 알콕시기(alkoxy groups), 실릴기(silyl groups), 실록산기(siloxane groups), 아릴기(aryl groups), 아릴옥시기(aryloxy groups) 및 아미노기(amino groups)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
일부 구현예에서, 헤테로 방향족 고리는 하나 이상의 치환기로 더 치환된다. 예시적인 치환기는 앞서 제시한 치환기를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
전이 금속 촉매는 당업계에 잘 알려져 있다.
일부 구현예에서, 전이 금속 촉매는 원소 금속(elemental metal)이다.
일부 구현예에서, 전이 금속 촉매는 금속 산화물이다.
일부 구현예에서, 전이 금속 촉매는 금속 착화합물이다.
일부 구현예에서, 전이 금속 촉매는 두 개 이상의 촉매의 조합이다.
일부 구현예에서, 전이 금속 촉매는 Pd, Pt, Ir, Rh, Ru, 이들의 산화물, 이들의 착물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 전이 금속 촉매는 Pd, Pt, 이들의 산화물, 이들의 착물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 전이 금속 촉매는 백금 촉매이다. 예시적인 백금 촉매의 종류는, 미분된(finely divided) 백금 금속("백금 블랙"), 흑연화 탄소에 적어도 2.5 wt%로 로딩(loading)된 백금 금속, 및 미분된 백금 산화물, PtO2("아담스 촉매(Adam’s catalyst)")를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
상기 방법에서, 방향족 화합물 및 전이 금속 촉매는 D2O에 분산되어 액체 조성물을 형성한다. 재료는 임의의 순서로 첨가될 수 있다.
일부 구현예에서, 방향족 화합물 대 백금 촉매의 몰비(molar ratio)는 105:1; 일부 구현예에서는, 104:1; 일부 구현예서는, 1000:1; 일부 구현예에서는, 500:1의 범위이다.
일부 구현예에서, 방향족 화합물 내의 유효 수소(available hydrogens) 대 중양자의 몰비는 적어도 1:1.5이다. 예를 들면, 10개의 유효 수소를 갖는 방향족 화합물 0.10몰과 D2O 1몰의 혼합물에서 유효 수소 대 중양자의 몰비는 (0.1x10):(1x2), 즉 1:2가 될 수 있다. 일부 구현예에서, 몰비는 1:1.5 내지 1:1000, 일부 구현예에서는, 1:1.8 내지 1:500; 일부 구현예에서는 1:2 내지 1:200의 범위이다.
일부 구현예에서, 추가 용매가 존재할 수 있다. 추가 용매가 방향족 화합물의 중수소화에 악영향을 미치지 않는 한, 방향족 화합물의 용해도 및 분산성을 향상시키기 위하여 첨가될 수 있다.
일부 구현예에서, 추가 용매는 에테르, 알코올, 알칸, 사이클로알칸, 산, 아미드 또는 에스테르이다. 추가 용매의 예는, THF, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세트산, N,N-디메틸포름아미드, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산 및 축합 환형 알칸을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
액체 조성물은 이후 고온 및 고압에서 처리된다.
일부 구현예에서, 액체 조성물은 공기 분위기의 고온 및 고압에서 처리된다. "공기 분위기"는 가열 단계 전 또는 도중에, H2 또는 D2와 같은 추가 가스가 혼합물에 첨가되지 않는 것을 의미한다. 일부 구현예에서, 공기는 수분을 제거하기 위해 건조된다.
일부 구현예에서, 액체 조성물은 불활성 가스(inert gas) 분위기의 고온 및 고압에서 처리된다. "불활성 가스"는 공정 조건 하에서 반응하지 않는 가스 또는 가스 혼합물을 의미한다. 사용할 수 있는 불활성 가스는 질소 및 비활성 가스(noble gas)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
일부 구현예에서, 액체 조성물은 H2 가스를 포함하는 분위기의 고온 및 고압에서 처리된다.
일부 구현예에서, 액체 조성물은 D2 가스를 포함하는 분위기의 고온 및 고압에서 처리된다.
일반적으로, 조성물을 원하는 분위기에서 용기에 넣어 밀봉하고 원하는 온도까지 가열할 수 있다. 이러한 방법은 잘 알려져 있다.
(b) 단계의 온도는 120℃ 이상이다.
일부 구현예에서, 온도는 120℃ 내지 150℃; 일부 구현예에서는, 150℃ 내지 400℃; 일부 구현예에서는 200℃ 내지 300℃이다.
(b) 단계의 압력은 50 psi 이상이다.
일부 구현예에서, 압력은 50~1000 psi, 일부 구현예에서는 200~800 psi; 일부 구현예서는 500~700 psi의 범위이다.
(b) 단계는 24시간 이하 동안 수행된다.
일부 구현예에서, 방향족 화합물은 고온 및 고압에서 1~24시간; 일부 구현예에서는, 2~15시간; 일부 구현예에서는, 3~10시간의 기간 동안 처리된다.
냉각 및 대기압으로 복귀 후, 임의의 공지 기술을 이용하여 중수소화 재료를 분리할 수 있다. 이러한 기술은 추출(extraction), 석출(precipitation), 여과(filtration), 증발(evaporation), 증류(distillation), 크로마토그래피(chromatography) 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
상호 배타적이지 않는 한, 신규 방법에 대한 상기 임의의 구현예를 하나 이상의 다른 구현예와 조합할 수 있다. 예를 들면, 방향족 화합물 내의 유효 수소 대 중양자의 몰비가 1:1.5 내지 1:1000의 범위인 구현예를 온도가 200℃ 내지 300℃인 구현예와 조합할 수 있다. 전술한 상호 배타적이지 않는 다른 구현예에서도 마찬가지이다. 당업자는 어떤 구현예가 상호 배타적인지를 이해할 것이므로, 본원에서 고려되는 구현예의 조합을 용이하게 결정할 수 있을 것이다.
실시예
본원에 설명된 개념을 이하 실시예에서 더 설명하지만, 이는 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
실시예 1
본 실시예는 화합물 1, 헤테로 방향족 화합물을 포함하는 본 발명의 공정을 예시한다.
아래에 화합물 1을 나타내며, 여기서 "Ph"는 페닐을 나타낸다:
[화합물 1]
Figure pct00001
7.16 g(10.0 mmol)의 화합물 1, 1,700 mg(3.08 mmol)의 PtO2 및 50 mL(55.35 g, 2763 mmol)를 200 mL 쉐이커 튜브(shaker tube)에 첨가한다. 튜브를 밀봉하고 250℃, 600 psi에서 12시간 동안 가열한다. 수득된 생성물을 클로로포름(chloroform)에 용해하고, 여과하고, 컬럼 크로마토그래피(column chromatography)로 정제하였다. UPLC-MS 분석을 통해 화합물이 82% 중수소화된 동위 이성질체의 혼합물임을 확인하였다.
비교예 A
화합물 1(0.716 g, 1.0 mmol)을 d6-벤젠(106 mL, 1,200 mmol)에 용해하였다. 여기에 트리플릭산(7.56 g, 50.0 mmol)을 첨가하였다. 혼합물을 20℃에서 21시간 동안 가열하였다. 반응을 D2O에서 K3PO4로 ??칭하였다. 유기층을 분리하고, 농축하고, 실리카 컬럼 상에서 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 최종 질량을 UPLC-MS로 측정하였고, 이를 통해 화합물이 52~55% 중수소화된 동위 이성질체의 혼합물임을 확인하였다.
이 반응을 더 높은 온도에서 수행하였을 때, 불순물이 생성되었다는 점을 또한 주목하였다.
전반적인 설명 또는 실시예에서 상술된 모든 작용이 요구되지 않으며, 특정 작용의 일부가 요구되지 않을 수 있고, 설명된 것 이외에 하나 이상의 추가 작용이 수행될 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 나열된 작용의 순서가 반드시 수행 순서는 아니다.
전술한 명세서에서, 특정 구현예를 참조하여 개념을 설명하였다. 그러나, 당업자는 아래의 청구범위에 명시된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해한다. 따라서, 본 명세서 및 도면은 제한적 의미라기보다는 예시적 의미로 간주되어야 하고, 그러한 모든 변형은 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된 것이다.
특정 구현예에 대하여 이점, 다른 장점 및 문제에 대한 해결책이 상술되었다. 그러나, 이러한 이점, 장점, 문제에 대한 해결책 및 임의의 이점, 장점 또는 해결책을 발생시키거나 보다 명확해지게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 임의의 또는 모든 청구범위의 중요한 특징, 필요한 특징, 또는 필수적 특징인 것으로 해석되어서는 안 된다.
명확성을 위해 개별적인 구현예로 본원에서 설명된 특정 특징들이 단일 구현예와 조합하여 제공될 수도 있음을 이해해야 한다. 반대로, 간결성을 위해 단일 구현예로 설명된 여러 특징이 별개로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 아울러, 범위로 언급된 값의 참조는 그 범위 내의 각각의 값 및 모든 값을 포함한다.

Claims (15)

  1. 방향족 수소를 갖는 방향족 화합물을 중수소화하는 방법으로서,
    (a) 방향족 화합물 및 전이 금속 촉매가 용해되거나 분산된 산화중수소를 포함하는 액체 조성물을 공급하는 단계; 및
    (b) 120℃ 이상의 온도 및 50 psi 이상의 압력에서 24시간 이하의 기간 동안, 상기 액체 조성물을 가열하여 중수소화 방향족 화합물을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방향족 화합물은 탄화수소 방향족 화합물인, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄화수소 방향족 화합물은 나프탈렌, 안트라센, 비페닐, 테르페닐, 나프타센, 펜타센, 페난트렌, 크리센, 피렌, 플루오란텐, 플루오렌, 벤조플루오렌, 트리페닐렌, 테트라벤즈안트라센 및 이들의 치환 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방향족 화합물은 N-헤테로아릴 화합물인, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 N-헤테로아릴 화합물은 피롤, 이미다졸, 퓨린, 피라졸, 트리아졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 인돌, 인돌로인돌, 카르바졸, 인돌로카르바졸, 벤즈이미다졸, 이미다조벤즈이미다졸, 인다졸, 벤조트리아졸, 트리아졸로피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 페난트롤린, 퀴놀리노퀴놀린 및 이들의 치환 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전이 금속 촉매는 Pd, Pt, Ir, Rh, Ru, 이들의 산화물, 이들의 착물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전이 금속 촉매는 미분된 백금 금속, 흑연화 탄소에 적어도 2.5 wt%로 로딩된 백금 금속 및 미분된 백금 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 백금 촉매인, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 방향족 화합물 내의 유효 수소 대 중양자의 몰비가 1:1.5 내지 1:1000의 범위인, 방법.
  9. 제1항에 있어서, (b) 단계를 공기 분위기에서 수행하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, (b) 단계를 불활성 가스 분위기에서 수행하는, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 온도는 120℃ 내지 500℃인, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 압력은 50 psi 내지 1000 psi의 범위인, 방법.
  13. 제13항에 있어서, (b) 단계를 3시간 내지 10시간 동안 수행하는, 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 중수소화 방향족 화합물은 적어도 50% 중수소화되는, 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 중수소화 방향족 화합물은 적어도 70% 중수소화되는, 방법.
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