KR20200031934A - Preparation method of Penem derivatives using packed-bed continuous flow reaction - Google Patents

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KR20200031934A
KR20200031934A KR1020180111070A KR20180111070A KR20200031934A KR 20200031934 A KR20200031934 A KR 20200031934A KR 1020180111070 A KR1020180111070 A KR 1020180111070A KR 20180111070 A KR20180111070 A KR 20180111070A KR 20200031934 A KR20200031934 A KR 20200031934A
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심유란
문한서
박민웅
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스마트바이오팜 주식회사
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Abstract

The present invention provides a method for manufacturing a penem derivative using a fixed-bed continuous flow reaction. When synthesizing the penem derivative by using the fixed-bed continuous flow reaction according to the present invention, it is possible to synthesize the high-quality penem derivative which is very safe, has greatly reduced reaction time, and has high efficiency compared to a conventional batch type reaction. According to the present invention, by performing a hydrogenation reaction under reaction conditions that do not substantially include water, it is possible to greatly improve a conversion ratio (a compound 1 : a compound 2) of the hydrogenation reaction of the compound 1.

Description

고정상 연속흐름반응을 이용한 페넴계 유도체의 제조 방법{Preparation method of Penem derivatives using packed-bed continuous flow reaction}Preparation method of Penem derivatives using packed-bed continuous flow reaction}

본 발명은 고정상 연속흐름반응을 이용한 페넴 유도체의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a Peten derivative using a fixed-phase continuous flow reaction.

페넴 유도체는 벤질 에스터를 갖는 출발물질을 수소화반응을 통해 카복실산을 갖는 페넴 유도체로 환원시키는 공정을 통해 제조된다. 종래에는 배치에서 금속 Pd/C과 수소를 사용하여 이러한 벤질 에스터를 환원시키는 공정을 수행하였는데, 금속 Pd/C과 수소를 사용하여 페넴 유도체를 합성하는 기술은 폭발 위험이 내재되어 있기 때문에 위험하다. 이 외에도 다른 금속 촉매를 이용한 수소화반응을 통해 페넴 유도체를 합성하는 기술도 알려져 있으나, 이 역시 안전성 문제는 해결하지 못하였다. Peten derivatives are prepared through the process of reducing a starting material having a benzyl ester to a peten derivative having a carboxylic acid through a hydrogenation reaction. Conventionally, a process of reducing these benzyl esters using metal Pd / C and hydrogen in a batch has been performed. The technique of synthesizing a peptone derivative using metal Pd / C and hydrogen is dangerous because an explosion risk is inherent. In addition, although a technique for synthesizing a peten derivative through a hydrogenation reaction using another metal catalyst is also known, this also does not solve the safety problem.

한편, 고정상 연속흐름반응{Continuous flow reaction}이란 기존의 배치 반응(batch reaction)과는 달리 반응할 시료를 소량씩 지속적으로 반응기 내로 공급하여 반응을 유도하는 방식으로, 이러한 연속흐름을 이용하여 반응을 진행하게 되면 고위험의 반응, 예컨대, 수소화 반응, 극저온반응, 고온반응, oxidation 반응, reduction 반응 등을 고효율로 진행할 수 있다. 고정상 연속흐름반응을 이용하면, 뛰어난 혼합 효율, 열 전달 효율로 인하여 기본 배치 반응보다 반응시간이 크게 감소하고, 고효율로 원료의약품을 합성할 수 있다.On the other hand, a fixed-phase continuous flow reaction {Continuous flow reaction} is a method of inducing a reaction by continuously supplying a small amount of a sample to be reacted into a reactor unlike a conventional batch reaction, and using this continuous flow. If it proceeds, a high-risk reaction, for example, a hydrogenation reaction, a cryogenic reaction, a high temperature reaction, an oxidation reaction, a reduction reaction, etc., can be performed with high efficiency. When the stationary phase continuous flow reaction is used, the reaction time is significantly reduced than the basic batch reaction due to excellent mixing efficiency and heat transfer efficiency, and the drug substance can be synthesized with high efficiency.

본 발명자들은 수율, 품질 등을 충족하면서도 안전하게 페넴 유도체를 합성할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.The present inventors intend to provide a technique capable of safely synthesizing peten derivatives while satisfying yield, quality, and the like.

이에 본 발명은 고정상 연속흐름반응을 통해 페넴 유도체를 제조하는 신규한 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a novel method for producing a Peten derivative through a fixed-phase continuous flow reaction.

본 발명에서 페넴 유도체는 화학식 1의 화합물로 나타낼 수 있다. Peten derivatives in the present invention may be represented by the compound of Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 식에서, In the above formula,

상기 화학식 1의 화합물은 벤질 에스터를 갖는 하기 화학식 2의 화합물을 환원시켜 얻을 수 있다.The compound of Formula 1 may be obtained by reducing the compound of Formula 2 having a benzyl ester.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명은 화학식 2의 화합물을 실질적으로 물이 없는 반응조건 하에서 연속흐름합성을 통해 금속 촉매의 존재 하에 수소화 반응시켜 화학식 1의 화합물을 합성하는 것을 포함하는,The present invention comprises synthesizing a compound of formula 1 by hydrogenating a compound of formula 2 in the presence of a metal catalyst through continuous flow synthesis under substantially water-free reaction conditions,

화학식 1의 화합물의 제조방법을 제공한다.Provided is a method for preparing a compound of Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00004
Figure pat00004

본 발명에서, 화학식 2의 화합물을 『실질적으로 물이 없는 반응조건 하에서』 연속흐름합성을 통해 금속 촉매의 존재 하에 수소화 반응시켜 화학식 1의 화합물을 합성하는 것이 중요하다. 하기 비교예에서 확인할 수 있는 바와 같이 종래의 배치 타입의 반응기에서 수소화 반응을 진행할 때에는 본 발명과 같은 종류의 금속 촉매를 사용하여 수소화 반응을 진행하더라도 화합물 1의 수소화 반응의 전환률이 좋지 않고, 유연물질의 생성율이 높았다. 반면, 하기 본 발명의 실시예에서는, 수소화 반응을 실질적으로 물이 없는 반응 조건 하에서 진행시킴으로써, 화합물 1의 수소화 반응의 전환률 (화합물 1의:화합물 2의)을 92%~97%까지 높일 수 있었다. In the present invention, it is important to synthesize the compound of Formula 1 by hydrogenating the compound of Formula 2 in the presence of a metal catalyst through continuous flow synthesis under “substantially water-free reaction conditions”. As can be seen in the following comparative example, when the hydrogenation reaction proceeds in a conventional batch type reactor, the conversion rate of the hydrogenation reaction of the compound 1 is not good even when the hydrogenation reaction is performed using a metal catalyst of the same type as the present invention, and a related substance The production rate of was high. On the other hand, in the Examples of the present invention, the conversion of the hydrogenation reaction of the compound 1 (compound 1: compound 2) was increased to 92% to 97% by proceeding the hydrogenation reaction under a reaction condition substantially free of water. .

『실질적으로 물이 없는 반응조건 하에서』는 예를 들어, 반응 조건 내에서 수분의 존재량이 5%(w/v) 미만임을 의미한다. 여기에서, 『반응 조건 내에서 수분의 존재량』이라 함은 출발물질, 용매, 및/또는 촉매 등을 포함하는 수소화반응을 위해 반응기 내로 투입되는 물질들, 예를 들어 반응물질용액 1L 내의 수분의 존재량을 의미한다. 바람직하게는 반응 조건 내에서 수분의 존재량이 3%(w/v), 2%(w/v) 또는 1%(w/v) 미만이다. 보다 바람직하게는 반응 조건 내에서 수분의 존재량은 1%(w/v) 미만, 예컨대, 0.5%(w/v), 0.1%(w/v), 0.05%(w/v), 또는 0.01%(w/v) 미만이다. "Substantially under water-free reaction conditions" means, for example, that the amount of water present in the reaction conditions is less than 5% (w / v). Here, `` the amount of water present in the reaction conditions '' refers to substances introduced into the reactor for a hydrogenation reaction including a starting material, a solvent, and / or a catalyst, for example, the amount of water in 1 L of a reactant solution. It means the amount of existence. Preferably, the amount of water present in the reaction conditions is less than 3% (w / v), 2% (w / v) or 1% (w / v). More preferably, the amount of water present in the reaction conditions is less than 1% (w / v), such as 0.5% (w / v), 0.1% (w / v), 0.05% (w / v), or 0.01 less than% (w / v).

본 발명에 따른 화학식 1의 화합물의 합성은 프로틱 용매(protic solvent) 중에 화학식 2의 화합물을 용해시킨 반응물질용액과 수소를 연속흐름채널을 포함하는 반응기 내로 흘려 보내면서 수소화반응을 수행함으로써 이루어질 수 있다. Synthesis of the compound of Formula 1 according to the present invention can be achieved by performing a hydrogenation reaction while flowing the reactant solution and hydrogen dissolving the compound of Formula 2 in a protic solvent into a reactor containing a continuous flow channel. have.

화학식 2의 화합물은 고정상 연속흐름반응의 출발물질로서 사용되며, 연속흐름채널을 포함하는 반응기 내로 이를 도입하기 위해서는 화학식 2의 화합물을 용매 중에 용해시키는 것이 필요하다.The compound of Formula 2 is used as a starting material for the stationary phase continuous flow reaction, and it is necessary to dissolve the compound of Formula 2 in a solvent to introduce it into the reactor including the continuous flow channel.

이 때, 화학식 2의 화합물을 용해시키기 위해 사용되는 용매로는 프로틱 용매(protic solvent)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 용매로서, 이에 제한되는 것은 아니지만, 알코올, 디알킬 케톤(R=C1~C4), 테트라하이드로퓨란, 디클로로메탄, 1,4-디옥산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. At this time, as a solvent used to dissolve the compound of Formula 2, a protic solvent may be used. For example, as a solvent, alcohols, dialkyl ketones (R = C1 to C4), tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,4-dioxane, or mixtures thereof can be used, although not limited thereto.

본 발명의 한 구체예에서, 프로틱 용매는 C1-6알코올일 수 있다. 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 부틸 알코올 등을 사용할 수 있다. In one embodiment of the invention, the protic solvent may be C 1-6 alcohol. For example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, and the like can be used.

프로틱 용매 중에 용해되는 화학식 2의 화합물의 농도는 이에 제한되는 것은 아니나, 0.005 내지 5%(wt/v), 예를 들어, 0.01 내지 2%(wt/v) 0.01 내지 1%(wt/v), 0.01 내지 0.5%(wt/v), 0.02 내지 0.2%(wt/v)일 수 있다.The concentration of the compound of Formula 2 dissolved in the protic solvent is not limited thereto, but is 0.005 to 5% (wt / v), for example, 0.01 to 2% (wt / v) 0.01 to 1% (wt / v) ), 0.01 to 0.5% (wt / v), 0.02 to 0.2% (wt / v).

따라서, 화학식 2의 화합물을 용해시키기 위해 사용되는 프로틱 용매 역시 물을 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 프로틱 용매의 순도는 95%(w/v) 이상이고, 프로틱 용매 내 수분 함량은 5%(w/v) 미만일 수 있다. 바람직하게는 프로틱 용매의 순도는 99%(w/v) 이상이고, 프로틱 용매 내 수분 함량은 0.1%(w/v) 미만일 수 있다. Therefore, it is preferred that the protic solvent used to dissolve the compound of Formula 2 also substantially does not contain water. For example, the purity of the protic solvent may be 95% (w / v) or more, and the moisture content in the protic solvent may be less than 5% (w / v). Preferably, the purity of the protic solvent is 99% (w / v) or more, and the moisture content in the protic solvent may be less than 0.1% (w / v).

본 발명에서 고정상 연속흐름반응에 사용되는 반응기는 연속흐름채널을 포함하고 있다. The reactor used in the fixed bed continuous flow reaction in the present invention includes a continuous flow channel.

상기 연속흐름채널을 포함하는 반응기는 촉매를 투입하는 방법에 따라 고정층 흐름 반응기(fixed-bed flow reactor) 또는 이동층 흐름 반응기(moving-bed flow reactor)로 나뉠 수 있다. 촉매 투입 후의 수소화 반응의 과정은 두 타입 모두 동일하게 진행된다.The reactor including the continuous flow channel may be divided into a fixed-bed flow reactor or a moving-bed flow reactor according to a method of introducing a catalyst. The process of the hydrogenation reaction after the introduction of the catalyst proceeds the same for both types.

고정층 흐름 반응기는 연속 흐름 반응용 카트리지 컬럼에 촉매를 충진하여 반응물질용액이 카트리지 컬럼을 통과하는 방식으로 반응을 진행시킨다. 구체적으로, 카트리지 컬럼에 촉매를 충진시키고, 용매로 세척하여 물을 제거한 후, 촉매 카트리지 컬럼의 온도를 가온하고, 수소를 공급하여 수소를 포화상태가 되도록 통과시킨 후 반응 용액을 흘려준다.In the fixed bed flow reactor, the catalyst is filled in the cartridge column for continuous flow reaction, and the reaction proceeds in a manner that the reactant solution passes through the cartridge column. Specifically, after filling the cartridge column with a catalyst, washing with a solvent to remove water, warming the temperature of the catalyst cartridge column, supplying hydrogen to pass hydrogen to a saturated state, and then flowing a reaction solution.

이동층 흐름 반응기는 촉매를 카트리지 컬럼에 고정하지 않고 반응물질용액과 함께 고정상 연속흐름반응이기 내로 유입되도록 하는 방식이다. 연속 흐름 반응기 내로 반응물질용액(즉, 출발물질, 염기 및 용매의 혼합물)에 촉매를 넣고 균일하게 혼합한다. 수소화 반응의 진행을 위해, 반응기의 온도를 가온하고 수소를 통과시킨 후 반응물질용액을 흘려준다.The mobile bed flow reactor is a method in which a catalyst is not fixed to a cartridge column and is introduced into a fixed bed continuous flow reactor together with a reactant solution. The catalyst is placed in a reactant solution (i.e., a mixture of starting material, base and solvent) into a continuous flow reactor and mixed uniformly. To proceed with the hydrogenation reaction, the temperature of the reactor is warmed and the reactant solution is flowed after passing hydrogen.

고정상 연속흐름반응을 위해 사용할 수 있는 고정층 흐름 반응기와 이동층 흐름 반응기는 당업계에 잘 알려져 있으며, 본 발명에서 사용할 수 있는 반응기의 종류에는 특별한 제한이 없다. 당업자라면 본 발명의 화학식 1의 화합물의 합성에 적당한 형태와 내부 구조를 갖는 반응기를 선택하여 사용할 수 있다. Fixed bed flow reactors and mobile bed flow reactors that can be used for a fixed bed continuous flow reaction are well known in the art, and there is no particular limitation on the type of reactor that can be used in the present invention. Those skilled in the art can select and use a reactor having a form and an internal structure suitable for the synthesis of the compound of Formula 1 of the present invention.

본 발명의 한 구체예에서, 연속흐름채널을 포함하는 반응기는 고정층 흐름 반응기일 수 있다. 하기 실시예에서는, 고정층 흐름 반응기를 사용하여 생성물의 수율과 품질이 우수한 반응을 이끌어 낼 수 있었다.In one embodiment of the present invention, the reactor comprising a continuous flow channel may be a fixed bed flow reactor. In the examples below, a fixed bed flow reactor was used to elicit a reaction with excellent product yield and quality.

고정층 흐름 반응기는 이에 제한되는 것은 아니나, 원기둥형의 컬럼 반응기일 수 있다. 고정층 흐름 반응기는 그 내부구조의 종류에 따라, 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 CSTR, 멀티튜불러 반응기(multitubular reactor), 멀티베드 반응기(multibed reactor), Fluidizied-bed reactor, Tray-column reactor 등으로 구분된다. 사용가능한 고정층 흐름 반응기의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 일 구체예에서는 고정층 흐름 반응기로서 멀티베드 반응기를 사용할 수 있다. The fixed bed flow reactor is not limited thereto, and may be a columnar column reactor. The fixed bed flow reactor is not limited to this depending on the type of its internal structure, for example, CSTR, multitubular reactor, multibed reactor, Fluidizied-bed reactor, Tray-column reactor, etc. It is separated by. The type of the fixed bed flow reactor that can be used is not particularly limited, but in one embodiment of the present invention, a multibed reactor can be used as the fixed bed flow reactor.

한편, 반응기 내의 내부 압력은 1 내지 100 atm일 수 있다. 반응기 내의 내부 압력은 반응시간 및 반응 품질에 영향을 미칠 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 반응기 내의 내부 압력은 1 내지 50 atm, 1 내지 30 atm, 1 내지 20 atm, 또는 1 내지 10 atm일 수 있다. 본 발명의 구체예에서, 반응기 내의 내부 압력을 예컨대, 3 내지 6 atm, 4 내지 5 atm으로 조절할 수 있다. Meanwhile, the internal pressure in the reactor may be 1 to 100 atm. The internal pressure in the reactor can affect the reaction time and reaction quality. Without being limited thereto, for example, the internal pressure in the reactor may be 1 to 50 atm, 1 to 30 atm, 1 to 20 atm, or 1 to 10 atm. In an embodiment of the invention, the internal pressure in the reactor can be adjusted, for example, 3 to 6 atm, 4 to 5 atm.

프로틱 용매(protic solvent) 중에 화학식 2의 화합물을 용해시킨 반응물질용액을 반응기 내로 흘려보낼 때 적절한 속도를 부여하는 것이 바람직할 수 있다. It may be desirable to give an appropriate rate when flowing a reactant solution in which a compound of Formula 2 is dissolved in a protic solvent into a reactor.

이에 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 구체예에서, 반응물질용액은 30 내지 200 ㎕/ml의 유속으로 반응기 내로 유입될 수 있다. Although not limited thereto, in an embodiment of the present invention, the reactant solution may be introduced into the reactor at a flow rate of 30 to 200 μl / ml.

반응물질용액의 유속은 사용하고자 하는 반응기의 종류가 고정층 흐름 반응기인지 또는 이동층 흐름 반응기인지에 따라 달리 조절될 수도 있다. 예를 들어, 고정층 흐름 반응기를 사용하는 경우, 반응물질용액의 유속은 예를 들어, 20 내지 100 ㎕/min, 30 내지 90 ㎕/min, 40 내지 80 ㎕/min, 또는 50 내지 60 ㎕/min 일 수 있다. 만일 이동층 흐름 반응기를 사용하고자 하는 경우, 반응물질용액의 유속은 예를 들어, 70 내지 130 ㎕/min, 80 내지 120 ㎕/min, 또는 90 내지 110 ㎕/min 일 수 있다.The flow rate of the reactant solution may be adjusted differently depending on whether the type of reactor to be used is a fixed bed flow reactor or a moving bed flow reactor. For example, when using a fixed bed flow reactor, the flow rate of the reactant solution may be, for example, 20 to 100 μl / min, 30 to 90 μl / min, 40 to 80 μl / min, or 50 to 60 μl / min Can be If a mobile bed flow reactor is to be used, the flow rate of the reactant solution may be, for example, 70 to 130 μl / min, 80 to 120 μl / min, or 90 to 110 μl / min.

반응물질용액 내에 포함된 화학식 2의 화합물의 수소화반응을 진행하기 위해 수소 또한 반응기 내로 유입된다. Hydrogen is also introduced into the reactor in order to proceed with the hydrogenation of the compound of Formula 2 contained in the reactant solution.

이에 제한되는 것은 아니나, 수소는 1 내지 10 ml/min 의 유속으로 반응기 내로 유입된다. 예를 들어, 수소의 유속은 3 내지 8 ml/min, 또는 4 내지 6 ml/min으로 조절될 수 있다. 이 경우, 반응기 내 수소 공급 압력은 예를 들면, 1 내지 10 bar, 2 내지 8 bar, 3 내지 6 bar, 예컨대, 5 bar 또는 3 bar로 가압할 수 있다. Without being limited thereto, hydrogen is introduced into the reactor at a flow rate of 1 to 10 ml / min. For example, the flow rate of hydrogen can be adjusted to 3 to 8 ml / min, or 4 to 6 ml / min. In this case, the hydrogen supply pressure in the reactor can be pressurized to, for example, 1 to 10 bar, 2 to 8 bar, 3 to 6 bar, such as 5 bar or 3 bar.

부가적으로, 반응기 내 먼저 유입된 출발물질이 생성물이 되어 먼저 방출되고 나중에 유입된 출발물질이 나중에 방출되도록, 반응기 내의 적절한 유입/방출량을 조절하거나 균일한 통과 시간을 유지하기 위해 반응기의 투입구에 분배기를 부착하는 것이 바람직할 수 있다. Additionally, a dispenser at the inlet of the reactor to control the proper inflow / emission amount in the reactor or to maintain a uniform passage time, such that the starting material introduced first into the reactor becomes a product and is first released and the starting material introduced later is released later. It may be desirable to attach.

한편, 본 발명에서, 수소화반응을 위해 사용되는 촉매는 반응의 수율과 속도에 영향을 미칠 수 있다. On the other hand, in the present invention, the catalyst used for the hydrogenation reaction can affect the yield and rate of the reaction.

종래의 페넴 유도체 생산 방법에서 금속 Pd/C를 촉매로 사용하던 것과는 달리, 본 발명은 금속 촉매를 사용한다.Unlike the conventional method of producing Pd / C, a metal Pd / C is used as a catalyst, the present invention uses a metal catalyst.

본 발명에 있어서, 상기 금속 촉매는 Pd, Rh, Ru, Pt, Ni, Pd/C, Ni-Al 합금 촉매 및 Raney-Ni 촉매로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. 본 발명의 한 구체예에서, 상기 금속 촉매는 Pd/C 또는 Ni-Al 합금 촉매일 수 있다. 바람직하게는, 상기 금속 촉매는 Raney-Ni 촉매일 수 있다. 특히, 이동층 흐름 반응기에서 사용하기에 적합한 촉매의 종류의 예로는 루테늄(ruthenium), 로듐(rhodium) 또는 이들의 혼합물로 된 균일촉매(homogenous catalyst)가 있다.In the present invention, the metal catalyst may be selected from the group consisting of Pd, Rh, Ru, Pt, Ni, Pd / C, Ni-Al alloy catalyst and Raney-Ni catalyst. In one embodiment of the present invention, the metal catalyst may be a Pd / C or Ni-Al alloy catalyst. Preferably, the metal catalyst may be a Raney-Ni catalyst. In particular, an example of a kind of a catalyst suitable for use in a mobile bed flow reactor is a homogeneous catalyst made of ruthenium, rhodium or a mixture thereof.

이에 제한되는 것은 아니나, 출발물질인 화학식 2의 화합물과 촉매의 중량비는 1: 0.3 내지 0.9, 예를 들어, 1: 0.4 내지 0.8, 1: 0.5 내지 0.7의 비율로 사용될 수 있다. Without being limited thereto, the weight ratio of the starting material compound of Formula 2 and the catalyst may be used in a ratio of 1: 0.3 to 0.9, for example, 1: 0.4 to 0.8, 1: 0.5 to 0.7.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물의 합성 반응에서, 중요한 것은 실질적으로 물이 없는 조건을 유지하는 것이다. 따라서, 어떠한 촉매를 쓰던 간에 전체 반응 과정에 있어서 물을 포함하지 않는 것이 중요하다. 금속 촉매는 통상 그의 반응성으로 인해 물을 포함한 채로 제공되는 것이 대부분이다. 따라서, 본 발명을 구현하기 위해서는 수소화반응에 금속 촉매를 사용하기 전에 실질적으로 물을 포함하지 않는 용매(예를 들어, 앞서 반응물질용액에서 사용하는 프로틱 용매)로 금속 촉매를 세척하여 금속 촉매에 물이 실질적으로 포함되지 않도록 하는 것이 중요하다. As described above, in the synthesis reaction of the compound of formula 1 according to the present invention, the important thing is to maintain substantially water-free conditions. Therefore, it is important that no matter what catalyst is used, it does not contain water in the entire reaction process. Metal catalysts are usually provided with water due to their reactivity. Therefore, in order to implement the present invention, before using the metal catalyst for the hydrogenation reaction, the metal catalyst is washed with a metal catalyst that is substantially free of water (for example, a protic solvent used in the reactant solution). It is important to ensure that water is not substantially included.

본 발명에 있어서, 이에 제한되는 것은 아니나, 수소화반응을 위한 반응 온도는 10 내지 90℃일 수 있다. 본 발명의 한 구체예에서, 수소화반응을 위한 반응 온도는 예를 들어, 20 내지 80℃, 30 내지 70℃, 또는 40 내지 60℃일 수 있다. In the present invention, but is not limited thereto, the reaction temperature for the hydrogenation reaction may be 10 to 90 ℃. In one embodiment of the present invention, the reaction temperature for the hydrogenation reaction may be, for example, 20 to 80 ° C, 30 to 70 ° C, or 40 to 60 ° C.

본 발명에 따라 고정상 연속흐름반응을 이용하여 페넴 유도체를 합성하면, 기존의 배치 타입의 반응에 비해 매우 안전하고, 반응시간은 1/5 이하의 수준으로 크게 감소하며, 높은 효율로 고품질의 페넴 유도체를 합성할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면 실질적으로 물을 포함하지 않는 반응 조건 하에서 수소화반응을 진행시킴으로써, 화합물 1의 수소화 반응의 전환률(화합물 1의:화합물 2의)을 기존 약 83:17 에서 92:3(화합물 1의:화합물 2의 비율)수준으로 크게 향상시킬 수 있다.Synthesis of a Peten derivative using a fixed-phase continuous flow reaction according to the present invention is very safe compared to a conventional batch type reaction, the reaction time is greatly reduced to a level of 1/5 or less, and a high quality Peten derivative with high efficiency Can be synthesized. In particular, according to the present invention, the conversion of the hydrogenation reaction of compound 1 (compound 1: compound 2) to about 83:17 to 92: 3 (compound) 1: the ratio of compound 2) can be greatly improved.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.

[실시예][Example]

실시예 1Example 1

고정상 연속흐름반응용 카트리지 컬럼에 팔라듐 하이드록사이드 촉매를 0.67 g 채우고 이소프로필 알코올을 사용하여 세척함으로써 촉매 중에 포함된 물을 제거하였다. 출발물질 화합물 1 1.0 g을 이소프로필 알코올 50 mL에 잘 녹인 후 상온에서 10분 교반하였다. The cartridge column for the continuous-phase continuous flow reaction was filled with 0.67 g of a palladium hydroxide catalyst and washed with isopropyl alcohol to remove water contained in the catalyst. 1.0 g of starting material compound 1 was dissolved in 50 mL of isopropyl alcohol, and then stirred at room temperature for 10 minutes.

촉매 카트리지 컬럼의 온도를 40℃로 가온하고 수소 유량을 5 mL/min으로 공급하며 반응용액의 유속을 100 μL/min의 속도로 흐르게 하여 수소화 반응을 수행하였다. 수소유량이 5 mL/min의 속도에서 촉매 칼럼의 온도를 80 ℃로 승온시키고 반응용액의 유속을 60 μL/min으로 고정하여 수소화 반응을 하였다.The temperature of the catalyst cartridge column was heated to 40 ° C., the hydrogen flow rate was supplied at 5 mL / min, and a hydrogenation reaction was performed by flowing the flow rate of the reaction solution at a rate of 100 μL / min. The temperature of the catalyst column was raised to 80 ° C. at a rate of 5 mL / min of hydrogen flow rate, and the flow rate of the reaction solution was fixed at 60 μL / min to perform a hydrogenation reaction.

반응 종료시점에서 수 분 내로 화합물 1의 95%의 수율로 생성 되었고, 화합물 1의 수소화 반응의 전환률(화합물 1의:화합물 2의)은 92%~97% 로 얻어졌다. It was produced in a yield of 95% of compound 1 within minutes at the end of the reaction, and the conversion rate of the hydrogenation reaction of compound 1 (of compound 1: of compound 2) was obtained from 92% to 97%.

실시예 2Example 2

연속 흐름 반응용 카트리지 컬럼에 Raney Ni 촉매를 0.67 g 채우고 이소 프로필 알코올을 사용하여 물을 제거하였다. 출발물질 화합물 1 1.0 g을 이소프로필 알코올 50 mL에 잘 녹인 후 상온에서 10분 교반하였다. The cartridge column for continuous flow reaction was charged with 0.67 g of Raney Ni catalyst and water was removed using isopropyl alcohol. 1.0 g of starting material compound 1 was dissolved in 50 mL of isopropyl alcohol, and then stirred at room temperature for 10 minutes.

촉매 카트리지 컬럼의 온도를 40 ℃로 가온하고 수소 유량을 5 mL/min으로 공급하며 반응용액의 유속을 60 μL/min의 속도로 흐르게 하여 수소화 반응을 수행하였다. 수소유량이 5 mL/min의 속도에서 촉매 칼럼의 온도를 80 ℃로 승온시키고 반응용액의 유속을 60 μL/min으로 고정하여 수소화 반응을 하였다.The temperature of the catalyst cartridge column was heated to 40 ° C., a hydrogen flow rate was supplied at 5 mL / min, and a hydrogenation reaction was performed by flowing a flow rate of the reaction solution at a rate of 60 μL / min. The temperature of the catalyst column was raised to 80 ° C. at a rate of 5 mL / min of hydrogen flow rate, and the flow rate of the reaction solution was fixed at 60 μL / min to perform a hydrogenation reaction.

반응 종료시점에서 수 분 내로 화합물 1의가 95%의 수율로 생성 되었고, 화합물 1의 수소화 반응의 전환률 (화합물 1의:화합물 2의)은 92%~97% 로 얻어졌다.Within a few minutes from the end of the reaction, Compound 1 was produced in a yield of 95%, and the conversion rate of the hydrogenation reaction of Compound 1 (of Compound 1: of Compound 2) was obtained from 92% to 97%.

실시예 3 Example 3

일반 반응기에 출발물질 화합물 1 1.0 g을 이소프로필 알코올 50 mL에 잘 녹인 후 상온에서 10분 교반하였다. 질소대기 하에서 팔라듐 하이드록사이드 촉매를 0.67 g을 10 ml의 이소프로필 알코올로 세척하고 여과하는 것을 3번 반복하였다. 최종적으로 이소프로필 알코올에 젖은 팔라듐 하이드록사이드 촉매를 반응용액에 넣고 균일하게 혼합하였다. 연속 흐름 반응기의 온도를 40 ℃로 가온하였다. 반응용액의 유속을 100 μL/min의 속도로 연속 흐름 반응기의 1번 라인으로 흐르게 하고, 2번 라인에 수소 유량은 5 mL/min, 수소 압력을 5 bar 로 공급하며 수소화 반응을 수행하였다. 반응 종료 후 촉매를 여과하였다. 반응 종료시점에서 수 분 내로 화합물 1의가 95%의 수율로 생성 되었고, 화합물 1의 수소화 반응의 전환률 (화합물 1의:화합물 2의)은 92%~97% 로 얻어졌다.1.0 g of the starting material compound was dissolved in 50 mL of isopropyl alcohol in a general reactor and stirred at room temperature for 10 minutes. The palladium hydroxide catalyst was washed three times with 0.67 g of 10 ml of isopropyl alcohol and filtered under nitrogen atmosphere. Finally, a palladium hydroxide catalyst wet with isopropyl alcohol was added to the reaction solution and mixed uniformly. The temperature of the continuous flow reactor was warmed to 40 ° C. The flow rate of the reaction solution was flowed to the first line of the continuous flow reactor at a rate of 100 μL / min, and the hydrogen flow rate was performed by supplying hydrogen flow rate to 5 mL / min and hydrogen pressure to 5 bar in the second line. After the reaction was completed, the catalyst was filtered. Within a few minutes from the end of the reaction, Compound 1 was produced in a yield of 95%, and the conversion rate of the hydrogenation reaction of Compound 1 (of Compound 1: of Compound 2) was obtained from 92% to 97%.

실시예 4 Example 4

일반 반응기에 출발물질 화합물 1 1.0 g을 이소프로필 알코올 10 mL에 잘 녹인 후 상온에서 10분 교반하였다. 질소대기 하에서 Raney Ni 촉매를 0.67 g을 10 ml의 이소프로필 알코올로 세척하고 여과하는 것을 3번 반복하였다. 최종적으로 이소프로필 알코올에 젖은 Raney Ni 촉매를 반응 용액에 넣고 균일하게 혼합하였다. 연속 흐름 반응기의 온도를 40 ℃로 가온하였다. 반응 용액의 유속을 100 μL/min의 속도로 연속 흐름 반응기의 1번 라인으로 흐르게 하고, 2번 라인에 수소 유량은 5 mL/min, 수소 압력을 5 bar 로 공급하며 수소화 반응을 수행하였다. 반응 종료 후 촉매를 여과하였다. 반응 종료시점에서 수 분 내로 화합물 1의가 95%의 수율로 생성 되었고, 화합물 1의 수소화 반응의 전환률 (화합물 1의:화합물 2의)은 92%~97% 로 얻어졌다.1.0 g of starting material compound 1 was dissolved in 10 mL of isopropyl alcohol in a general reactor and stirred at room temperature for 10 minutes. Under nitrogen atmosphere, the Raney Ni catalyst was washed 3 times with 0.67 g of 10 ml of isopropyl alcohol and filtered. Finally, a Raney Ni catalyst wet with isopropyl alcohol was added to the reaction solution and mixed uniformly. The temperature of the continuous flow reactor was warmed to 40 ° C. The flow rate of the reaction solution was flowed to the first line of the continuous flow reactor at a rate of 100 μL / min, and the hydrogenation reaction was performed by supplying hydrogen flow rate to 5 mL / min and hydrogen pressure at 5 bar to the second line. After the reaction was completed, the catalyst was filtered. Within a few minutes from the end of the reaction, Compound 1 was produced in a yield of 95%, and the conversion rate of the hydrogenation reaction of Compound 1 (of Compound 1: of Compound 2) was obtained from 92% to 97%.

실시예 5Example 5

일반 반응기에 출발물질 화합물 1 1.0g을 이소프로필 알코올 50mL에 잘 녹인 후 넣고 상온에서 10분간 교반하였다. 질소 대기하에 팔라듐 카본 촉매 0.67g을 10mL의 이소프로필 알코올로 세척하고 여과하여 세번 반복하고 이소프로필 알코올에 젖은 팔라듐 카본 촉매를 용액에 넣고 균일하게 혼합하였다. 연속 흐름 반응기의 온도를 40℃로 설정하여 가온한다. 반응 용액의 유속을 100μL/min의 속도로 연속 흐름 반응기의 1번 라인으로 흐르게 하고 수소는 2번 라인을 사용하여 수소 유량은 5 mL/min, 수소 압력은 5 bar를 유지하면서 일정하게 공급한다. 반응 종료 후 촉매를 여과한다. 반응종료시점에서 수 분 내로 화합물 1의가 95%의 수율로 생성되었고, 화합물 1의 수소화 반응의 전환율(화합물 1의:화합물 2의)은 92-97%로 얻어졌다.1.0 g of starting material compound 1 was dissolved in 50 mL of isopropyl alcohol in a general reactor and stirred at room temperature for 10 minutes. Under a nitrogen atmosphere, 0.67 g of a palladium carbon catalyst was washed with 10 mL of isopropyl alcohol, filtered and repeated three times, and the palladium carbon catalyst wet with isopropyl alcohol was added to the solution and mixed uniformly. The temperature of the continuous flow reactor is set to 40 ° C. and warmed. The flow rate of the reaction solution was flowed to the first line of the continuous flow reactor at a rate of 100 μL / min, and the hydrogen was constantly supplied while maintaining the hydrogen flow rate of 5 mL / min and the hydrogen pressure of 5 bar using the second line. After completion of the reaction, the catalyst is filtered. At the end of the reaction, within a few minutes, Compound 1 was produced in a yield of 95%, and the conversion rate of the hydrogenation reaction of Compound 1 (of Compound 1: of Compound 2) was obtained at 92-97%.

실시예 6Example 6

연속 흐름 반응용 카트리지 컬럼에 팔라듐 카본 (Pd/C) 0.67g을 채우고 이소프로필 알코올로 물을 제거한다. 출발물질 화합물 1 1.0g을 이소프로필 알코올 50mL에 잘 녹인 상온에서 10분간 교반하였다. 촉매 카트리지 컬럼의 온도를 40℃로 설정하여 가온하고 수소 유량을 5mL/min으로 공급하며 반응용액의 유속을 100μL/min의 속도로 흐르게 하여 수소화 반응을 수행하였다. 수소유량이 5mL/min의 속도에서 촉매 컬럼의 온도를 80℃로 승온시키고 반응용액의 유속을 60μL/min로 고정하여 수소화 반응을 하였다. 반응종료시점에서 수 분 내로 화합물 1의가 95%의 수율로 생성되었고, 화합물 1의 수소화 반응의 전환율(화합물 1의:화합물 2의)은 92-97%로 얻어졌다.Fill the cartridge column for continuous flow reaction with 0.67 g of palladium carbon (Pd / C) and remove water with isopropyl alcohol. 1.0 g of starting material compound 1 was dissolved in 50 mL of isopropyl alcohol and stirred at room temperature for 10 minutes. The temperature of the catalyst cartridge column was set to 40 ° C to warm it, and the hydrogen flow rate was supplied at 5 mL / min, and the flow rate of the reaction solution was flowed at a rate of 100 μL / min to perform the hydrogenation reaction. At a rate of 5 mL / min of hydrogen flow, the temperature of the catalyst column was raised to 80 ° C., and the flow rate of the reaction solution was fixed at 60 μL / min to perform hydrogenation reaction. At the end of the reaction, within a few minutes, Compound 1 was produced in a yield of 95%, and the conversion rate of the hydrogenation reaction of Compound 1 (of Compound 1: of Compound 2) was obtained at 92-97%.

Claims (8)

하기 화학식 2의 화합물을 실질적으로 물이 없는 반응조건 하에서 연속흐름합성을 통해 금속 촉매의 존재 하에 수소화 반응시켜 화학식 1의 화합물을 합성하는 것을 포함하는,
화학식 1의 화합물의 제조방법:
[화학식 1]
Figure pat00005
; 및
[화학식 2]
Figure pat00006
.
Comprising the synthesis of a compound of formula 1 by hydrogenating the compound of formula 2 in the presence of a metal catalyst through a continuous flow synthesis under substantially water-free reaction conditions,
Method of preparing the compound of formula 1:
[Formula 1]
Figure pat00005
; And
[Formula 2]
Figure pat00006
.
제1항에 있어서,
화학식 1의 화합물의 합성은 프로틱 용매(protic solvent) 중에 화학식 2의 화합물을 용해시킨 반응물질용액과 수소를 연속흐름채널을 포함하는 반응기 내로 흘려 보내면서 수소화반응을 수행하는 것을 포함하는
화학식 1의 화합물의 제조방법.
According to claim 1,
Synthesis of the compound of Formula 1 includes performing a hydrogenation reaction by flowing a reactant solution in which the compound of Formula 2 is dissolved in a protic solvent and hydrogen into a reactor including a continuous flow channel.
Method of preparing a compound of Formula 1.
제2항에 있어서,
상기 연속흐름채널을 포함하는 반응기는 고정층 흐름 반응기(fixed-bed flow reactor) 또는 이동층 흐름 반응기(moving-bed flow reactor)인
화학식 1의 화합물의 제조방법.
According to claim 2,
The reactor including the continuous flow channel is a fixed-bed flow reactor or a moving-bed flow reactor.
Method of preparing a compound of Formula 1.
제2항에 있어서,
상기 반응기 내의 내부 압력은 1 내지 100 atm인
화학식 1의 화합물의 제조방법.
According to claim 2,
The internal pressure in the reactor is 1 to 100 atm
Method of preparing a compound of Formula 1.
제2항에 있어서,
반응물질용액은 30 내지 200 ㎕/min의 유속으로 반응기 내로 유입되는 것인
화학식 1의 화합물의 제조방법.
According to claim 2,
The reactant solution is introduced into the reactor at a flow rate of 30 to 200 μl / min.
Method of preparing a compound of Formula 1.
제2항에 있어서,
수소는 1 내지 10 ml/min의 유속으로 반응기 내로 유입되는 것인
화학식 1의 화합물의 제조방법.
According to claim 2,
Hydrogen is introduced into the reactor at a flow rate of 1 to 10 ml / min.
Method of preparing a compound of Formula 1.
제1항에 있어서,
상기 금속 촉매는 Pd, Rh, Ru, Pt, Ni, Pd/C, Ni-Al 합금 촉매 및 Raney-Ni 촉매로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인
화학식 1의 화합물의 제조방법.
According to claim 1,
The metal catalyst is selected from the group consisting of Pd, Rh, Ru, Pt, Ni, Pd / C, Ni-Al alloy catalyst and Raney-Ni catalyst
Method of preparing a compound of Formula 1.
제1항에 있어서,
수소화반응을 위한 반응 온도는 10 내지 90℃인
화학식 1의 화합물의 제조방법.




According to claim 1,
The reaction temperature for the hydrogenation reaction is 10 to 90 ℃
Method of preparing a compound of Formula 1.




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