KR20240000772A - 연속 흐름 화학에 의한 bbmo의 합성 방법 - Google Patents

연속 흐름 화학에 의한 bbmo의 합성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240000772A
KR20240000772A KR1020220077389A KR20220077389A KR20240000772A KR 20240000772 A KR20240000772 A KR 20240000772A KR 1020220077389 A KR1020220077389 A KR 1020220077389A KR 20220077389 A KR20220077389 A KR 20220077389A KR 20240000772 A KR20240000772 A KR 20240000772A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bbmo
continuous flow
synthesis
bbpo
reaction
Prior art date
Application number
KR1020220077389A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102632488B1 (ko
Inventor
문영택
이세진
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020220077389A priority Critical patent/KR102632488B1/ko
Publication of KR20240000772A publication Critical patent/KR20240000772A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102632488B1 publication Critical patent/KR102632488B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D305/00—Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms
    • C07D305/02—Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • C07D305/04—Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D305/06—Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring atoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
    • C06B45/06—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/60—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by elimination of -OH groups, e.g. by dehydration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/62—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by introduction of halogen; by substitution of halogen atoms by other halogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C31/00—Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C31/34—Halogenated alcohols
    • C07C31/36—Halogenated alcohols the halogen not being fluorine

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은, 연속 흐름 화학에 의한 BBMO의 합성 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올로 부터 할로젠화 반응을 통해 BBPO (3-할로겐-2,2-비스 (브로모메틸)프로판-1-올)를 획득하는 단계; 및 상기 BBPO로부터 고리화 반응을 통해 BBMO (3,3-비스(브로모메틸)옥세탄)을 획득하는 단계; 를 포함하고, 상기 BBPO을 획득하는 단계 및 상기 BBMO을 획득하는 단계는 연속 흐름 반응기에서 합성이 이루어지는 것인, 연속 흐름 화학에 의한 BBMO의 합성 방법에 관한 것이다.

Description

연속 흐름 화학에 의한 BBMO의 합성 방법{SYNTHETIC METHOD FOR 3,3-BIS(BROMOMETHYL)OXETANE VIA CONTINUOUS FLOW CHEMISTRY}
본 발명은, 연속 흐름 화학을 이용한 BBMO의 합성 방법에 관한 것이다.
고체 추진제 또는 복합화약을 주조할 시 바인더의 사용은 제조된 물질의 기계적 특성 또는 화학적 특성을 조절할 수 있기 때문에 중요한 물질 중에 하나이다. 에너지 바인더 시스템에 사용되는 원료는 높은 에너지를 포함하고 있지만 취약한 기계적 성질을 가지고 있다는 단점이 존재한다. 이러한 단점들을 개선하기 위한 연구 중 하나로 에너지화 옥세탄류 물질이 연구되어 왔다. 에너지화 옥세탄류 물질은 분자 내 니트로(nitro), 니트라미노 (nitramino), 다이플루오로아미노 (difluoroamino), 아지드 (azide) 또는 니트레이트 에스테르(nitrate ester) 그룹을 함유하고 있는 것이 특징이다.
이 물질 중에서도 분자 내 아지드 그룹을 포함하고 있는 옥세탄 물질은 높은 생성열과 좋은 산소 균형도를 가지고 있어, 기존 추진제 및 복합화약에서 사용하고 있는 비활성 물질보다 고에너지를 함유하면서 기계적 성질을 개선시킬 수 있다는 장점이 있다. 아지드 그룹을 포함하고 있는 옥세탄 물질 중에서도 3,3-비스(아지도메틸)옥세탄 (3,3-bis(azidomethyl)oxetane; BAMO) 물질은 에너지 바인더 시스템에 적용되는 중합체 또는 공중합체의 중요한 원료 물질로 사용되어 질 수 있다. 이 물질은 단 분자 한 개에 두 개의 아지드기를 포함하고 있어 글리시딜 아자이드 폴리머 (glycidyl azide polymer)보다 높은 에너지를 함유하고 있다.
BAMO 물질의 중합체는 3,3-비스(브로모메틸)옥세탄 (3,3-bis(bromomethyl)oxetane; BBMO)이 포함되어 있는 중합체를 선행적으로 제조한 후 아지데이션 방법을 통해 제조 될 수 있다. BBMO 물질이 포함되어 있는 중합체를 제조하기 위해서는 BBMO 단 분자 물질이 필수적으로 요구되며, 이 물질은 3-브로모-2,2-비스(브로모메틸)프로판-1-올 (3-bromo-2,2-bis(bromomethyl)propan-1-ol; BBPO)로 부터 제조된다.
회분식 반응을 이용한 BBPO 및 BBMO의 합성 방법이 보고되었으나(Chemistry of Heterocyclic Compounds 2017, 53, 811-821 및 Journal of Energetic Materials 2016, 34, 318-341), 보고된 회분식 반응에서의 BBPO가 포함된 혼합물 제조 방법은, 높은 온도 조건에서 장시간 반응이 요구되어 반응 용액으로의 열전달 효율이 좋지가 않으며, 다른 부생성물들이 다수 형성되어 용액 내에서의 BBPO 비율이 49 % 정도로 낮다는 단점이 있다. 비율이 낮을수록 BBMO을 획득하는 단계에서의 수율도 낮게 측정이 된다. 또한, 황산 적가 시 발열 반응이 심하여 실험자의 안전성 문제가 발생할 수 있고, 반응 도중 발생하는 브롬이 인체 및 환경에 지속적으로 노출될 수 있다. 상기 회분식 반응에서의 BBMO의 제조 방법은, 높은 온도 조건에서 장시간 반응 시 이분자성 친핵성 치환반응에 의해 (3-(브로모메틸)옥세탄-3-닐)메탄올, 3-(bromomethyl)oxetan-3-yl)methanol)이 형성될 수 있다. 이 부생성물은 감압 증류 정제 과정에서 제거하기 어렵기 때문에 획득물의 최종 순도에 영향을 미치게 된다.
현재까지, BBPO 및 BBMO 물질은 배치 화학 (batch chemistry)을 통한 회분식 반응 (batch reaction)에 의해 합성되고 있다. 하지만, 회분식 반응을 통한 제조 방법은 스케일업, 수율 및 합성량 등에 문제점이 있고, 환경적 또는 인체에 좋지 않은 합성 부산물이 다량 형성될 뿐만 아니라 작업자의 안전성 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 발명은, 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연속 흐름 반응을 이용하여 공정 효율 및 생산성을 향상시키고, 공정 안정성을 개선시킬 수 있는, 연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올로 부터 할로젠화 반응을 통해 BBPO (3-할로겐-2,2-비스 (브로모메틸)프로판-1-올)를 획득하는 단계; 및 상기 BBPO로부터 고리화 반응을 통해 BBMO (3,3-비스(브로모메틸)옥세탄)을 획득하는 단계; 를 포함하고, 상기 BBPO을 획득하는 단계 및 상기 BBMO을 획득하는 단계는 연속 흐름 반응기를 이용하는 것인, 연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 연속 흐름 반응기는 단일 또는 복수개의 코일형 튜브 반응기를 포함하고, 상기 복수개의 코일형 튜브 반응기는 직렬 또는 병렬로 배열된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 튜브 반응기는, 0.5 mm 내지 2 mm의 내경을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBPO을 획득하는 단계는, 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올 및 황산 수용액을 포함하는 제1 스트림; 및 브롬화수소 수용액 및 유기산을 포함하는 제2 스트림;을 연속 흐름 반응기에 동시에 공급하여 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계; 및 반응 혼합물을 유기용매로 추출하고 상분리하여 크루드 BBPO를 획득하는 단계; 를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계는, 100 ℃ 내지 160 ℃ 의 반응 온도 및 100분 내지 200분의 체류 시간에서 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 황산 수용액은 6 M 내지 11 M의 황산 수용액이고, 상기 유기산은 분자 내에 하나의 카르복실기를 갖는 유기산을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 브롬화수소 수용액은 45 % 내지 55 %의 브롬화수소 수용액인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올 대 상기 브롬화수소 수용액의 몰비는 1 : 10 내지 45인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 스트림 대 상기 제2 스트림의 유량비는 1 : 2 내지 5인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBPO은 크루드 BBPO 중 70 중량% 이상이고,상기 BBPO를 합성하는 단계에서 상기 BBPO의 수율은 60 % 이상이고, 생산 속도는 1.7 g/h 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBPO을 획득하는 단계 이후에 연속 흐름 반응기를 세척하는 단계를 더 포함하고, 상기 세척하는 단계는 1 M 이상의 산 수용액을 이용하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBMO을 획득하는 단계는, 크루드 BBPO 및 알코올을 포함하는 제3 스트림, 및 알칼리 수산화물 및 알코올을 포함하는 제4 스트림;을 동시에 연속 흐름 반응기에 공급하여 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계; 반응 혼합물을 유기용매로 추출하고 상분리하여 크루드 BBMO를 획득하는 단계; 및 크루드 BBMO를 정제하는 단계; 를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계는, 40 ℃ 내지 50 ℃ 의 반응 온도 및 40분 내지 80분의 체류 시간에서 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 크루드 BBPO 중 BBPO 대 상기 알칼리 수산화물의 몰비는 1 : 1.5 내지 3.0인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 알코올은 40 % 내지 60 %의 알코올 수용액으로 제3 스트림에 첨가되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제3 스트림 대 상기 제4 스트림의 유량비는 1 : 0.6 내지 4.2인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 크루드 BBMO 중 BBMO의 함량은 98 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 정제하는 단계는 감압 증류 공정을 이용하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBMO의 수율은 65% 이상이고, 생산 속도는 30 g/h 이상인 것일 수 있다.
본 발명은, 연속 흐름 반응을 이용하여 3,3-비스(브로모메틸)옥세탄 (BBMO)을 기존의 회분식 반응보다 보다 효율적이고 실용적인 방법으로 합성할 수 있다. 또한, 환경적 또는 인체에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 합성 부산물이 작업자에게 노출되는 것을 최소화하여 작업자의 안전성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 실시예 1의 연속 흐름 반응기에서 연속 흐름 반응에 의한 3-브로모-2,2-비스(브로모메틸)프로판-1-올 (3-bromo-2,2-bis(bromomethyl)propan-1-ol, BBPO)을 합성하는 공정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 실시예 2의 연속 흐름 반응기에서 연속 흐름 반응에 의한 3,3-비스(브로모메틸)옥세탄 (3,3-bis(bromomethyl)oxetane, BBMO)을 합성하는 공정을 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은, 연속 흐름 화학을 이용한 BBMO (3,3-비스(브로모메틸)옥세탄)의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은 연속 흐름 반응을 이용한 3-브로모-2,2-비스(브로모메틸)프로판-1-올 (3-bromo-2,2-bis(bromomethyl)propan-1-ol, 이하 BBPO)을 획득하는 단계; 및 연속 흐름 반응을 이용한 3,3-비스(브로모메틸)옥세탄(3,3-bis(bromomethyl)oxetane, 이하 BBMO)을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 연속 흐름 반응 (또는, 연속 흐름 화학)은 연속 흐름 반응기 내에서 연속적으로 합성 반응이 이루어지는 것으로, 본 발명의 일 예로, 상기 연속 흐름 반응은 공정 조건이 설정된 연속 흐름 반응기 내에서 스트림이 흐르면서 반응을 진행하는 것으로, 예를 들어, 화학 반응을 위한 스트림이 연속 흐름 반응기 내에 공급되고 접촉하여 반응을 진행할 수 있다. 상기 연속 흐름 반응은 열전달 능력이 기존 방법 (예: 회분식 반응)에 비해 매우 뛰어나 제조 공정 중 열 손실을 낮출 수 있고, 이는 BBPO 및 BBMO의 수율과 공정 효율의 향상에 기여할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 연속 흐름 반응기는 단일 또는 복수개의 코일형 튜브 반응기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 코일형 튜브 반응기는 직렬 또는 병렬로 배열되고 연결될 수 있다. 어떤 예에서, 각 코일형 튜브 반응기는 원하는 화학 반응을 유도하기 위한 적합한 스트림 (예: 반응 원료, 용매, 촉매 등)을 공급하기 위한 연결관, 공급관 등이 더 장착되고, 입구 및 출구 등이 더 장착될 수 있다. 어떤 예에서, 복수개의 코일형 튜브 반응기는 각각 독립적으로 공정 조건 (예: 온도, 유량, 체류 시간 등)이 설정될 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 튜브 반응기는 0.5 mm 내지 2 mm; 0.5 mm 내지 1 mm; 또는 1 mm 내지 1.5 mm의 내경을 가지며, 반응 공정에서 사용된 튜브 반응기의 전체 부피는 1 ml 이상; 5 ml 이상; 10 ml 이상; 또는 8 ml 내지 10 ml일 수 있다. 상기 범위 내에 포함되면 반응기 내로 흐르는 스트림 내에서 반응 원료 등에 적절한 접촉 면적을 제공하고 반응 효율을 향상시켜 원하는 생성물의 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBPO를 획득하는 단계는, 연속 흐름 반응을 이용하여 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올 (2,2-bis(hydroxymethyl)propane-1,3-diol)으로부터 브로미네이션 반응을 통해 BBPO를 획득하는 단계로서, 상기 BBPO을 획득하는 단계는 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올을 포함하는 제1 스트림을 준비하는 단계; 브로민화수소 및 유기산을 포함하는 제2 스트림을 준비하는 단계; 및 상기 제2 스트림을 연속 흐름 반응기에 공급하고, BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 제1 스트림을 준비하는 단계는 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올 및 황산 수용액을 포함하는 제1 스트림을 준비하는 단계이며, 예를 들어, 상기 황산 수용액은 6 M 내지 11 M; 8.0 M 내지 11.0; 또는 9.0 M 내지 11.0의 황산 수용액일 수 있다. 어떤 예에서 바람직하게는 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 스트림 흐름의 제어와 합성 공정의 효율을 높이기 위해서 9.0 M 내지 11.0의 황산 수용액을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 제2 스트림을 준비하는 단계는 브롬화수소 수용액 및 유기산을 포함하는 제2 스트림을 준비하는 단계이며, 예를 들어, 상기 유기산은 분자 내에 하나의 카르복실기를 갖는 유기산을 포함할 수 있고, 예를 들어, 아세트산일 수 있다. 예를 들어, 상기 브로민화수소는 45 % 내지 55 %; 또는 45 % 내지 52 %의 브롬화수소 수용액이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계는 상기 제1 스트림 및 상기 제2 스트림이 상이한 스트림 라인을 통해 동시에 공급된 이후 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스트림의 스트림 라인 및 상기 제2 스트림의 스트림 라인을 통해 제1 스트림과 제2 스트림을 동시에 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기)에 공급하고 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 이들이 접촉하여 합성 반응이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계에서 상기 제1 스트림 대 상기 제2 스트림의 유량비는 1 : 2 내지 5; 1 : 2 내지 4; 또는 1 : 2.5 내지 4일 수 있다. 어떤 예에서 바람직하게는 1 : 2.5 내지 4일 수 있다. 상기 제1 스트림 및 상기 제2 스트림의 유량비의 제어를 통해 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 합성 공정의 효율 및 수율을 향상시키고, 합성 공정의 시간을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계에서 상기 제1 스트림의 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올과 제2 스트림의 브로민화수소 수용액 (예: 45 % 내지 55 %; 또는 45 % 내지 52 %의 브롬화수소 수용액)의 몰비는 1 : 10 내지 45; 또는 1 : 10.6 내지 44.0인 것일 수 있다. 이는 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 합성 공정의 효율 및 수율을 향상시키고, 부반응물의 생성을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계에서 상기 제1 스트림의 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올과 제2 스트림의 유기산 (예: 아세트산)의 몰비는 1 : 2 내지 11.0; 또는 1 : 2.8 내지 11.0인 것일 수 있다. 이는 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 합성 공정의 효율 및 수율을 향상시키고, 부반응물의 생성을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계는, 100 ℃ 내지 160 ℃; 120 ℃ 내지 150 ℃; 또는 130 ℃ 내지 140 ℃의 반응 온도; 및 100분 내지 200분; 또는 120분 내지 200분의 체류 시간 내에서 합성 반응이 진행될 수 있다. 어떤 예에서, 상기 체류 시간은 연속 흐름 반응기 내에서 스트림의 총체류 시간일 수 있다. 어떤 예에서, 상기 연속 흐름 반응기 내에 구성된 복수개의 튜브 반응기는 각각 반응 온도 및/또는 체류 시간이 동일하거나 상이하게 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계 이후에 생성물을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 추출 및 상분리하는 단계; 및 필요 시 정제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 추출 및 상분리하는 단계는 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계 이후에 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기)에서 반응 혼합물을 포함하는 스트림을 획득하고, 상기 반응 혼합물을 유기용매로 추출하고 상분리하여 크루드 BBPO를 획득할 수 있다. 상기 유기용매는 수용액 기반의 스트림에서 생성물 (예: 유기물)(예: BBPO)을 추출하고 수용액과 상분리 가능한 것이라면 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 클로로폼, 디클로로메탄 등일 수 있다. 또한, 상분리된 유기용매 기반의 용액은 증발, 건조 등으로 용매를 제거할 수 있고, 필요 시 여과 공정을 더 진행할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 크루드 BBPO는 원하는 생성물인 BBPO 외에 불순물 (예: 잔류 원료, 부반응물 등을 포함하는 유기 혼합물) 등이 포함하는 혼합물 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 BBPO는 상기 크루드 BBPO 중 크루드 BBPO 중 70 중량% 이상; 바람직하게는 75 % 이상; 또는 80 % 이상일 수 있다. 즉, 이는 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계에서 BBPO의 수율이 64 % 이상; 70 % 이고, 생산 속도가 1.7 g/h 이상일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 정제하는 단계는 상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계에서 획득한 BBPO가 최종 생성물일 경우 또는 높은 순도 또는 순수 BBPO를 얻기 위해서 유기물 정제 공정 (Clean-up, Purification)을 진행할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 연속 흐름 반응기를 이용한 합성 공정의 효율, 생산성, 공정 시간 등을 고려하여 정제하는 단계를 생략할 수 있다. 예를 들어, 상기 정제 공정은 크로마토그래피 (GC/HPLC), 재결정화 공정, 감압 증류, 정제 장치 등을 이용할 수 있으나, 본 문서에는 구체적으로 언급하지 않는다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBPO을 획득하는 단계 이전 또는 이후에 상기 연속 흐름 반응기를 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 세척하는 단계에서 세척 용액은 1M 이상; 바람직하게는 1 M 내지 5 M의 산 수용액 (예: 황산 수용액)을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBMO을 획득하는 단계는 상기 BBPO로부터 고리화 반응을 진행하여 BBMO (3,3-비스(브로모메틸)옥세탄)를 획득하는 단계이며, 바람직하게는 상기 크루드 BBPO를 이용할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 BBMO을 획득하는 단계는 상기 크루드 BBPO를 포함하는 제3 스트림을 준비하는 단계; 알칼리 수산화물을 포함하는 제4 스트림을 준비하는 단계; 및 제3 스트림 및 제4 스트림을 연속 흐름 반응기에 공급하고 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 제3 스트림을 준비하는 단계는 크루드 BBPO 및 알코올을 포함하는 제3 스트림을 제조하는 것으로, 상기 크루드 BBPO는 분말일 수 있고, 상기 알코올은 탄소수 1 내지 2의 알코올이며, 예를 들어, 상기 알코올은 40 % 내지 60 %의 알코올 수용액 (예: 에탄올 수용액)일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 제4 스트림을 준비하는 단계는 알칼리 수산화물 및 알코올을 포함하는 제4 스트림을 제조하는 것으로, 상기 알칼리 수산화물은 K 및 Na에서 선택될 수 있다. 상기 알코올은 탄소수 1 내지 2의 알코올이며, 예를 들어, 상기 알코올은 40 % 내지 60 %의 알코올 수용액 (예: 에탄올 수용액)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계는 상기 제3 스트림 및 상기 제4 스트림이 상이한 스트림 라인을 통해 동시에 공급된 이후 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 스트림의 스트림 라인 및 상기 제4 스트림의 스트림 라인을 통해 제3 스트림과 제4 스트림을 동시에 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기)에 공급하고 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 이들이 접촉하여 합성 반응이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계에서, 상기 제3 스트림과 제4 스트림의 유량비는 1 : 0.6 내지 42; 1 : 1 내지 42; 또는 1 : 5 내지 40인 것일 수 있다. 상기 제3 스트림 및 상기 제4 스트림의 유량비의 제어를 통해 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 합성 공정의 효율 및 수율을 향상시키고, 합성 공정의 시간을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계에서 상기 크루드 BBPO 중 BBPO 대 상기 알칼리 수산화물의 몰비는 1 : 1.5 내지 3.0인 것일 수 있다. 이는 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기) 내에서 합성 공정의 효율 및 수율을 향상시키고, 부반응물의 생성을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계는, 40 ℃ 내지 50 ℃의 반응 온도; 및 40분 내지 80분의 체류 시간 내에서 합성 반응이 진행될 수 있다. 어떤 예에서, 상기 체류 시간은 연속 흐름 반응기 내에서 스트림의 총체류 시간(예: 전체 튜브반응기의 체류 시간)일 수 있다. 어떤 예에서, 상기 복수개의 튜브 반응기는 각각 반응 온도 및/또는 체류 시간이 동일하거나 상이하게 설정될 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계에서 BBMO의 수율은 80 % 이상; 또는 90 %이상이고, 생산 속도는 30 g/h 이상; 또는 30.4 g/h 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계 이후에 생성물을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 추출 및 상분리하는 단계; 및 정제하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 추출 및 상분리하는 단계는 상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계 이후에 연속 흐름 반응기 (예: 튜브 반응기)에서 반응 혼합물을 포함하는 스트림을 획득하고, 상기 반응 혼합물을 유기용매로 추출하고 상분리하여 크루드 BBMO를 획득할 수 있다. 상기 유기용매는 수용액 기반의 스트림에서 생성물(예: 유기물)(예: BBMO 및 불순물 (예: 잔류 원료 등)를 포함하는 유기 혼합물)을 추출하고 수용액과 상분리 가능한 것이라면 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 클로로폼, 디클로로메탄 등일 수 있다. 또한, 상분리된 유기용매 기반의 용액은 증발, 건조 등으로 용매를 제거할 수 있고, 필요 시 여과 공정을 더 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 크루드 BBMO 중 BBMO의 함량은 98 % 이상일 수 있다. 상기 크루드 BBMO의 기준 (즉, 정제하는 단계 이전의 수율)으로 BBMO의 수율은 70 % 이상; 80 % 이상; 또는 90 % 이상일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 정제하는 단계는 크루드 BBMO를 정제하는 것으로, 예를 들어, 감압 증류 과정를 이용할 수 있다. 상기 정제하는 단계 이후에 BBMO의 수율은 65 % 이상; 66 % 이상; 70 % 이상; 80 % 이상일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 BBMO을 획득하는 단계 이전 또는 이후에 상기 연속 흐름 반응기를 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 세척하는 단계에서 세척 용액은 40 % 내지 60 % 에탄올 수용액을 이용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실험 기구>
본 발명에서 사용하는 연속 흐름 화학 장비는 Vapourtec 사의 R-series modular flow chemistry system중에서 RS-100, manual control 제품이다. 펌프(pump)는 HPLC 기반의 R2C 모듈이고, 두 개로 구성되어 있으며, 사용 최대 압력은 42 bar이다. 리액터(reactor)는 standard PFA(perfluoroalkoxy alkanes) coiled tube로 구성되어 있으며, 최대 150 ℃까지 가열 가능하다. 리액터 안에 장착되어 있는 튜빙(tubing)은 내부 직경이 1/16 인치(inch)이며, 10 mL의 볼륨을 가지고 있다. 즉, “반응기 튜브 재질 : PFA(폴리플루오로알콕시), 반응기 부피 : 10ml, 튜브 내경 : 1.0mm, 총 길이 : 12.73M”의 규격을 갖는다.
<물질 분석>
합성된 물질은GC/MS와 NMR 통해 분석하였다. GC/MS는 어질런트 테크놀러지(Agilent Technology, San Diego, CA, USA)의 7890A GC system 및 5975C inert XL MSD with Triple-Axis Detector이다. NMR은 브루커 어밴스(Bruker Avance) 500MHz 기기이다.
<실시예 : 연속 흐름 반응을 통한 합성>
[화학식 1]
실시예 1: 3-브로모-2,2-비스(브로모메틸)프로판-1-올 (3-bromo-2,2-bis(bromomethyl)propan-1-ol; BBPO)의 제조
스트림1의 준비:
2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올 (22.4g, 0.16mol)을 10.0M 황산 수용액 224mL에 녹인다. 이때, 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올의 농도는 0.73M이다.
스트림2의 준비:
48% 브롬화민수소 수용액 (549mL, 4.84mol)과 아세트산 (49.3mL, 0.88mol)을 혼합한다. 각각의 스트림 1 및 2로 하여 10mL 표준 PFA 코일형 튜브 반응기에 펌핑하였다. 10mL 표준 PFA 코일형 튜브 반응기는 총 8개를 사용하였으며, 직렬로 연결하였다 (총 길이 80mL). 반응 공정은 화학식 1로 참조한다. 튜브 반응기의 설정 온도는 140 ℃이며, 튜브 반응기 1개당 잔류시간은 15분(총 120분)이고, 제1 스트림과 제2 스트림의 유량(flow rate)과의 비율은 1 : 2.5이다. 잔류시간 및 유량과의 비율에 따라, 제1 스트림의 유량은 0.19mL/min이고, 제2 스트림의 유량은 0.476mL/min으로 산출될 수 있다. 반응의 모니터링은 GC/MS를 이용하여 출발물질 및 중간체가 BBPO로 전환되는 비율을 측정하였다. GC/MS에서의 비율은 각각 2,2-비스(브로모메틸)프로판-1,3-다이올 0.3%, BBPO 76.3%, 3-브로모-2-(브로모메틸)-2-(하이드록시메틸)프로필 아세테이트 4.0%, 3-브로모-2,2-비스(브로모메틸)프로필 아세테이트 19.4%, 2,2-비스(브로모메틸)프로판-1,3-다이닐 다이아세테이트 0.1%이다. 반응 종료 후 반응기에서 얻어지는 혼합물에 증류수 500mL를 첨가한 후 디클로로메탄(dichloromethane, DCM) 500mL로 총 2회 추출하고, 무수 황산나트륨으로 건조하고, 여과하고, 진공 하에서 증발시켰다. 혼합물을 44.8g 획득하였으며, 대략적인 수율은 64.0%이며, 생산 속도는 1.73g/h이다.
실시예 2: 3,3-비스(브로모메틸)옥세탄 (3,3-bis(bromomethyl)oxetane; BBMO) 의 제조
스트림1의 준비:
혼합물의 BBPO(44.8g, 105.2mmol)을 에탄올 34.2mL에 녹인다. 이때, BBPO 농도는 3.1M이다.
스트림2의 준비:
수산화나트륨(12.6g, 315.6mmol)을 50% 에탄올 수용액 79mL에 녹인다. 이때, 수산화나트륨의 농도는 4.0M이다 각각의 스트림 1 및 2로 하여 10mL 표준 PFA 코일형 튜브 반응기에 펌핑하였다. 10mL 표준 PFA 코일형 튜브 반응기는 총 8개를 사용하였으며, 직렬로 연결하였다(총 길이 80mL). 반응 공정은 화학식 1로 참조한다. 튜브 반응기의 설정 온도는 50 ℃이며, 튜브 반응기 1개당 잔류시간은 5분(총 40분)이고, 제1 스트림과 제2 스트림의 유량(flow rate)과의 비율은 1:1.46이다. 잔류시간 및 유량과의 비율에 따라, 제1 스트림의 유량은 0.826mL/min이고, 제2 스트림의 유량은 1.174mL/min으로 산출될 수 있다.
반응의 모니터링은 GC/MS를 이용하여 BBPO가 BBMO로 전환되는 양상을 측정하였다. GC/MS에서의 비율은 각각 (3-(브로모메틸)옥세탄-3-닐)메탄올 1.6%, BBMO 98.2%, BBPO 0.2%이다. 반응 종료 후 반응기에서 얻어지는 혼합물에 증류수 100mL를 첨가한 후 디클로로메탄(dichloromethane, DCM) 200mL로 총 2회 추출하고, 무수 황산나트륨으로 건조하고, 여과하고, 진공 하에서 증발시켰다. 혼합물을 27.7g 획득하였고, 대략적인 수율은 80.9%이며, 생산 속도는 30.4g/h이다.
정제되지 않은 BBMO는 감압 증류 정제 방법을 사용하여 최종적으로 정제된 BBMO를 26.8g 획득한다. 실시예 1 및 2 과정을 통해 얻어진 BBMO의 두 단계 수율은 66.8%이다.
1H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 4.36 (s, 4H), 3.95 (s, 4H).
13C-NMR (DMSO-d 6 ) δ 76.9, 44.5, 38.6.
<비교예 : 배치 반응을 통한 합성>
비교예 1: 3-브로모-2,2-비스(브로모메틸)프로판-1-올 (3-bromo-2,2-bis(bromomethyl)propan-1-ol; BBPO)의 제조
2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올 (20.0g, 146.9mmol)과 48% 브로민화수소 수용액 (148.6g, 881.4mmol)을 온도계와 응축기를 장착한 500mL 용량의 3개의 가지 달린 둥근바닥 플라스크 (3 neck round bottom flask)에 넣고 상온에서 10분 교반한다. Ice bath하에 온도를 3-5 ℃로 냉각한 후 아세트산 (15.4g, 257.1mmol)을 5분 동안 천천히 적가 한다. 이 후 온도를 20 ℃ 이하로 유지하면서 진한 황산 (64.8g, 661.1mmol)을 1시간 동안 천천히 적가 한다. 용액이 환류가 되는 온도 (약 116 ℃)까지 상승시켜 준 후 20시간 동안 해당 온도에서 교반한다. 약 20시간 후 온도를 80 ℃까지 냉각한 후 48% 브로민화수소 수용액 (74.3g, 440.7mmol)을 추가 첨가한다. 온도를 116 ℃까지 상승시켜준 후 해당 온도에서 20시간 추가 교반한다. 반응 종료 후 용액을 상온으로 냉각한 후 층 분리를 한다(유기층 보관). 수성층에 디클로로메탄(dichloromethane, DCM)를 첨가한 후 추출 과정을 1회 실시한 후 층 분리한다. 보관한 유기층과 층 분리 이후 발생된 유기층을 합친다. 이 유기층을 증류수를 사용하여 2회 세척한 후 유기층을 분리한다. 유기층을 무수 황산나트륨 (anhydrous sodium sulfate) 상에서 건조하고, 여과하고, 증발시켜 혼합물의 BBPO를 43.9g (혼합물 내 BBPO의 비율: 63.2%) 획득하였다.
비교예 2: 3,3-비스(브로모메틸)옥세탄 (3,3-bis(bromomethyl)oxetane; BBMO)의 제조
비교예 1에서 획득한 혼합물의 BBPO (43.9g, 143.8mmol)과 70mL 에탄올을 온도계와 응축기를 장착한 250mL 용량의 3개의 가지 달린 둥근바닥 플라스크 (3 neck round bottom flask)에 넣고 상온에서 10분 교반한다. 50mL 둥근바닥 플라스크 (round bottom flask)에 수산화나트륨 (10.4g, 258.9mmol)을 20mL 증류수에 녹여 13.0M 수산화나트륨 용액을 제조한다. Ice bath하에 온도를 3-5 ℃로 냉각한 후 수산화나트륨 수용액을 혼합물의 BBPO 용액에 15분 동안 천천히 적가한다. 이때, 내부 온도는 20 ℃이하로 유지시켜준다. 상온으로 승온 후 약 5~7시간 교반한다. 반응 종료 후 에탄올을 약 1/2 정도를 감압 증류한 후 디클로로메탄 (dichloromethane, DCM)를 용액에 첨가한다. 용액에 증류수를 첨가한 후 2회 세척한 후 유기층을 분리한다. 유기층을 무수 황산나트륨 (anhydrous sodium sulfate) 상에서 건조하고, 여과하고, 증발시켜 정제되지 않은 BBMO를 21.8g 획득한다. 정제되지 않은 BBMO는 감압 증류 정제 방법을 사용하여 최종적으로 정제된 BBMO를 20.4g 획득한다. 비교예 1 및 2 과정을 통해 얻어진 BBMO의 두 단계 수율은 56.9%이다.
실시예 1은 비교예 1과 같이 회분식 반응에 비해 3-브로모-2,2-비스(브로모메틸)프로판-1-올 (BBPO) 합성 시간을 40시간에서 120분으로 줄이고, 혼합물 내의 BBPO 비율을 63%에서 76%로 향상시킴으로써 부생성물의 양을 줄일 수 있다.
실시예 2는 비교예 2에 비하여 3,3-비스(브로모메틸)옥세탄(BBMO) 합성 시간을 5-7시간에서 40분으로 줄일 수 있다. 더욱이, 실시예 2는 두 단계의 합성 수율을 59.6% (비교예 2의 배치식 합성)에서 66.8%로 향상시킴으로써 비용절감 측면에서 우수할 뿐만아니라, 산업에 이용 가능한 규모로 BBMO를 안정하게 생산할 수 있다.
본 발명은, 연속 흐름 화학 공정을 통해 부생성물의 생성을 최소화하여, BBPO 합성 공정에서 획득한 혼합물 (예: 크루드) BBPO에서 75% 이상의 높은 비율로 BBPO를 획득함으로써 전체 합성 수율을 향상시킬 수 있고, 기존 회분식 반응에서 소요되는 제조 시간을 획기적으로 줄임으로써 비용절감 측면에서 우수하다. 또한, 작업자의 안전성을 높이고, 친환경적이며, 경제적이고 수율이 향상된 BBMO의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (19)

  1. 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올로 부터 할로젠화 반응을 통해 BBPO (3-할로겐-2,2-비스 (브로모메틸)프로판-1-올)를 획득하는 단계;
    및 상기 BBPO로부터 고리화 반응을 통해 BBMO (3,3-비스(브로모메틸)옥세탄)을 획득하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 BBPO을 획득하는 단계 및 상기 BBMO을 획득하는 단계는 연속 흐름 반응기를 이용하는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연속 흐름 반응기는 단일 또는 복수개의 코일형 튜브 반응기를 포함하고,
    상기 복수개의 코일형 튜브 반응기는 직렬 또는 병렬로 배열된 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 튜브 반응기는,
    0.5 mm 내지 2 mm의 내경을 갖는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 BBPO을 획득하는 단계는,
    2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올 및 황산 수용액을 포함하는 제1 스트림; 및 브롬화수소 수용액 및 유기산을 포함하는 제2 스트림;을 연속 흐름 반응기에 동시에 공급하여 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계; 및
    반응 혼합물을 유기용매로 추출하고 상분리하여 크루드 BBPO를 획득하는 단계;
    를 포함하는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 BBPO의 합성 반응을 진행하는 단계는,
    100 ℃ 내지 160 ℃ 의 반응 온도 및 100분 내지 200분의 체류 시간에서 이루어지는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 황산 수용액은 6 M 내지 11 M의 황산 수용액이고,
    상기 유기산은 분자 내에 하나의 카르복실기를 갖는 유기산을 포함하는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 브롬화수소 수용액은 45 % 내지 55 %의 브롬화수소 수용액인 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 2,2-비스(하이드록시메틸)프로판-1,3-다이올 대 상기 브롬화수소 수용액의 몰비는 1 : 10 내지 45인 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스트림 대 상기 제2 스트림의 유량비는 1 : 2 내지 5인 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 BBPO은 크루드 BBPO 중 70 중량% 이상이고,
    상기 BBPO를 합성하는 단계에서 상기 BBPO의 수율은 64 % 이상이고, 생산 속도는 1.7 g/h 이상인 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 BBPO을 획득하는 단계 이후에 연속 흐름 반응기를 세척하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 세척하는 단계는 1 M 이상의 산 수용액을 이용하는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 BBMO을 획득하는 단계는,
    크루드 BBPO 및 알코올을 포함하는 제3 스트림, 및 알칼리 수산화물 및 알코올을 포함하는 제4 스트림;을 동시에 연속 흐름 반응기에 공급하여 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계;
    반응 혼합물을 유기용매로 추출하고 상분리하여 크루드 BBMO를 획득하는 단계; 및
    크루드 BBMO를 정제하는 단계;
    를 포함하는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 BBMO의 합성 반응을 진행하는 단계는,
    40 ℃ 내지 50 ℃ 의 반응 온도 및 40분 내지 80분의 체류 시간에서 이루어지는 것인,
    연속 흐름 화학에 의한 BBMO의 합성 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 크루드 BBPO 중 BBPO 대 상기 알칼리 수산화물의 몰비는 1 : 1.5 내지 3.0인 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 알코올은 40 % 내지 60 %의 알코올 수용액으로 제3 스트림에 첨가되는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제3 스트림 대 상기 제4 스트림의 유량비는 1 : 0.6 내지 4.2인 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 크루드 BBMO 중 BBMO의 함량은 98 % 이상인 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 정제하는 단계는 감압 증류 공정을 이용하는 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 BBMO의 수율은 65 % 이상이고, 생산 속도는 30 g/h 이상인 것인,
    연속 흐름 반응에 의한 BBMO의 합성 방법.
KR1020220077389A 2022-06-24 2022-06-24 연속 흐름 화학에 의한 bbmo의 합성 방법 KR102632488B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220077389A KR102632488B1 (ko) 2022-06-24 2022-06-24 연속 흐름 화학에 의한 bbmo의 합성 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220077389A KR102632488B1 (ko) 2022-06-24 2022-06-24 연속 흐름 화학에 의한 bbmo의 합성 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240000772A true KR20240000772A (ko) 2024-01-03
KR102632488B1 KR102632488B1 (ko) 2024-02-02

Family

ID=89539202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220077389A KR102632488B1 (ko) 2022-06-24 2022-06-24 연속 흐름 화학에 의한 bbmo의 합성 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102632488B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59130861A (ja) * 1983-01-13 1984-07-27 シエル・インタ−ナシヨネイル・リサ−チ・マ−チヤツピイ・ベ−・ウイ アリ−ルスルホニルアゼチジン化合物、それらの製造およびそれらの中間体としての使用
JP2011530511A (ja) * 2008-08-05 2011-12-22 メルク・シャープ・エンド・ドーム・コーポレイション 治療用化合物

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59130861A (ja) * 1983-01-13 1984-07-27 シエル・インタ−ナシヨネイル・リサ−チ・マ−チヤツピイ・ベ−・ウイ アリ−ルスルホニルアゼチジン化合物、それらの製造およびそれらの中間体としての使用
JP2011530511A (ja) * 2008-08-05 2011-12-22 メルク・シャープ・エンド・ドーム・コーポレイション 治療用化合物

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mukhametshin et al., Chemistry of Heterocyclic Compounds, Vol. 53, 2017, pp. 811-821. *
Tan et al., Journal of Organometallic Chemistry, Vol. 692, No. 24, 2007, pp. 5395-5402. *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102632488B1 (ko) 2024-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114409515B (zh) 一种偕二氟烯烃化合物的制备方法
JP4412449B2 (ja) ジアミノレゾルシノール化合物の製造法
KR101653025B1 (ko) 2-아미노-4-트리플루오로메틸피리딘류의 제조 방법
EP3201171B1 (en) Method of preparing intermediate of salmeterol
WO2016161826A1 (zh) 一种4-异丙氨基-1-丁醇的制备方法
CN111592507A (zh) 一种绿色简单制备多取代呋喃的新方法
CN111320548B (zh) 抗癌药物中间体2-氟-3-氨基苯甲酸甲酯的合成方法
CN109535120B (zh) 7-取代-3,4,4,7-四氢环丁烷并香豆素-5-酮的制备方法
KR102632488B1 (ko) 연속 흐름 화학에 의한 bbmo의 합성 방법
CN110790689A (zh) 一种1,1-二氟-2-异腈-乙基苯基砜类化合物的合成方法
CN111269149B (zh) 一种5-(3,3-二甲基胍基)-2-氧代戊酸的生产工艺
CN112174823B (zh) 一种合成2,2-二甲基-3-氧杂环丁酮的中间体及其制备方法和应用
US11325922B2 (en) Process for the preparation of Crisaborole in a stable crystal form
CN111072450B (zh) 一种烯丙醇类衍生物的合成方法
US4231962A (en) 3-Phenoxybenzylideneamines and 3-benzylbenzylideneamines
CN113372281A (zh) 一种特硝唑的合成方法
CN114072386A (zh) 制备用于合成艾曲波帕或其盐的关键中间体的改进方法
CN111763198B (zh) 一种5-取代环丙基甲酰氨基吲哚衍生物的制备方法
KR101004133B1 (ko) 아세틸렌 화합물의 제조방법
JP7453365B2 (ja) 高純度のｎ－（５－メトキシ―２－フェノキシフェニル）メタンスルホンアミド及びその製造方法
CN116836085A (zh) 一种2-氰基-4,4-二烷氧基丁酸烷基酯的合成方法
JPH0586000A (ja) ２−アミノ−４−フルオロ安息香酸の製造方法
JP4243683B2 (ja) １−テトラロン類の製造方法
CN114539066A (zh) 一种绿色高效合成2-苯甲酰基-3-硝基苯甲酸的方法
CN116891415A (zh) 2-[2-(2-氨乙氧基）乙氧基]乙醇的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant