KR800001277B1 - 4-니트로-2-트리플루오로 메틸디페닐아민 유도체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

4-니트로-2-트리플루오로 메틸디페닐아민 유도체의 제조방법

본 발명은 중요한 살서제의 제조에 유효한 중간 물질인 다음 일반식(Ⅰ)의 디페닐 아민 유도체의 제조방법에 관한 것이다.

상기 일반식에서

R은 메틸 또는 에틸이고,

R¹은 수소, 플루오로, 클로로, 브로모, 요오도, 시아노, 메틸, 니트로 또는 트리플루오로메틸이고,

R²와 R⁵는 각각 독립적으로 수소, 플루오로, 클로로, 브로모, 니트로, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, 단 R²와 R⁵중 두개가 동시에 니트로가 될 수 없으며,

R³와 R⁴는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 플루오로, 클로로, 브로모 또는 트리플루오로메틸이고, 단,

a) R³및 R⁴가 둘다 메틸일 경우를 제외하고는 R¹,R²,R³,R⁴및 R⁵중 두개이상이 동시에 메틸이 될 수 없으며,

b) R¹,R²,R³,R⁴또는 R⁵가 메틸 또는 플루오로일때 R¹,R²및 R⁵중의 2개 또는 3개는 수소, 클로로 또는 브로모이고,

c) R³및 R⁴가 둘다 트리플루오로메틸일 경우를 제외하고는 R¹,R²,R³,R⁴및 R⁵중 두개이상이 동시에 트리플루오로메틸이 될 수 없으며,

d) R²또는 R⁵가 트리플루오로메틸일때 R¹은 수소, 클로로 또는 브로모이고,

e) R³및 R⁴중 하나만이 트리플루오로메틸일때 R¹,R²및 R⁵중의 둘 또는 세 개는 수소, 클로로 또는 브로모이고,

f) 2개의 불소원자는 서로서로에 대해 인접해 있지 않으며,

g) R²또는 R⁵가 니트로일때는 R¹은 수소, 클로로, 브로모 또는 니트로이고,

h) R¹,R²,R³,R⁴또는 R⁵가 트리플루오로메틸일때는 R¹, R², R³, R⁴및 R⁵중 어느것도 플루오로 또는 메틸이 아니다.

본 발명은 아닐린을 2-할로-5-니트로벤조트리 플루오라이드와 알킬화시킴을 특징으로 하여 아미노 질소에 저급알킬이 붙고 한개의 페닐환상에 4-니트로-2-트리플루오로메틸이 치환된 3급 디페닐아민유도체의 제조방법에 관한 것이다.

살서제는 오랜동안 연구의 대상이 되어왔다. 쥐와 생쥐는 많은 질병을 옮기며 사람사는 곳에 서식하게 되면 황폐를 초래한다. 이것들은 건물을 더럽히며 오염시키고 굴을 파거나 또는 이들의 서식지를 마련하느라 건물을 파괴한다. 수적으로 많을때 이들은 식량을 소비시키거나 오염시킨다.

많은 종류의 살서제가 발견되어왔으며, 지금도 이같은 많은 살서제가 여전히 사용되고 있다. 아마 가장 보편적으로 많이 쓰이는 살서제는 유기화합물인 와르파린이다. 그러나 설치류의 현존의 살서제에 대해 내성이 많이 증가하고 있다. 비소 또는 탈륨 화합물과 같은 금속성독약이 어느 정도 사용되나 이는 분명히 사람에게나 유용동물에게 매우 위험한 것이다.

본 발명에 따른 3급디페닐아민 유도체는 지금까지 알려지지 않았던 신규의 것이다. 그러나 2급 디페닐 아민 화합물은 이미 살균제와 살충제로 알려져 있다.

하나의 페닐환상에 4-니트로-2-트리플루오로메틸 치환체를 가지고 있으며 다른 하나의 페닐환에는 4 또는 5개의 할로겐원자를 갖는 2급 디페닐아민 유도체균은 기지의 것이다.

본 발명은 다음 일반식(Ⅱ)의 아닐린을 다음 일반식(Ⅲ)의 2-할로-5-니트로 벤조트리플루오라이드 화합물과 반응시킴을 특징으로 하여 일반식(Ⅰ)의 디페닐아민을 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기 일반식에서

R¹,R²,R³,R⁴,R⁵및 R은 상기 기술한 것과 같고 X는 할로겐원자이다.

아래의 모든 화합물은, 명명규칙에 따를 경우 비록 다른 명칭으로 불리울 수도 있지만 일관성과 명료성을 갖게 하기 위해서 디페닐아민으로 명명하기로 한다.

이후로 기술되는 모든 백분율과 부는 중량비이고 온도는 섭씨이다.

다음 예의 화합물은 일반식(Ⅰ)화합물을 완전히 이해시키기 위해서 언급한 것이지만 본 발명에 따른 화합물이 다음 명명된 화합물로 제한되는 것은 결코 아니라는 것을 알아야 할 것이다.

일반식(Ⅰ)화합물은 다음의 반응도표에 따라서 제조한다. 벤조트리플루오라이드 환과 아닐린환으로 나타내는 2개의 페닐환은 알킬인 R그룹이 아미노의 질소에 도입되기 전후하여 커플링할 수 있다.

“할로”라는 용어는 벤조트리플루오라이드 환이 편리한 할로겐원자로 치환된 것을 나타내는 것으로서, 염소와 불소가 바람직하고 통상적으로는 염소가 가장 편리하다.

상기 일반식에서

R⁶,R⁷,R⁸,R⁹및 R¹⁰은 각각 목적생성물의 R¹,R²,R³R⁴및 R⁵와 같거나 또는 그것중 몇개는 수소를 나타낸다. 제법은 목적생성물의 치환체에 따라 R¹-R⁵에서 원하는 치환체 몇개 또는 모두를 갖는 출발물질인 아닐린 또는 치환되지 않은 출발물질인 아닐린을 사용하여 반응을 진행시키는 것이다. 아닐린환의 할로겐 치환체는 마지막 단계에서 부가시키는 것이 좋다. 따라서 두개의 환이 커플링하기전에 목적화합물의 아닐린환의 시아노, 니트로, 메틸 또는 트리플루오로메틸 치환체만은 제자리에 있을 필요가 있다.

상기 제법에 따른 최종화합물과 임의의 할로겐화 반응을 거치지 않은 중간생성물을 포함한 상기 기술한 모든 화합물은 신규의 화합물이다.

상기 제법의 각 단계는 유기화학적인 면에서 이상스러울 것이 없으며 유기화학전문가에 의해 쉽게 진행시킬 수 있는 반응들이다. 아닐린과 벤조트리플루으라이드 환을 결합시키는 커플링 반응은 수소화나트륨존재하의 디메틸포름 아미드중에서 -20° 내지 10°의 온도 범주내와 같은 비교적 낮은 온도에서 가장 쉽사리 반응시킬 수 있다. 다른 매질도 물론 마찬가지로 유용하다. 예를들어 반응은 에탄올과 같은 알칸올용매중에서 10° 내지 25°정도의 상기보다 약간 높은 온도에서도 반응시킬 수 있다. 아세톤 및 메틸에틸케톤과 같은 케톤과 디에틸에테르 및 테르라하이드로푸란과 같은 에테르를 함유한 다른 용매도 만족할만한 반응 용매이다.

일반적으로 강염기는 산제거제로 사용할 필요가 있다. 상기 언급한 수소화나트륨은 보통 가장 유용한 염기이나 수산화나트륨 및 탄산나트륨과 같은 무기염기와 피리딘 및 트리에틸아민과 같은 유기 3급아민을 포함한 기타 염기뿐아니라 출발물질인 과량의 아닐린도 염기로 사용할 수 있다.

아닐린환의 할로겐화 반응은 비교적 간단한 반응이다. 염소화는 아세트산 또는 메틸렌클로라이드 또는 이와 유사한 할로겐화된 용매중에서 원소상태의 염소를 사용하여 수행하는 것이 가장 통상적인 것이다.

브롬화 반응도 산매질중에서 원소상의 브롬으로 쉽게 진행시킬 수 있으나 N-브로모석신이미드와 디브로모 이소시아누르산과 같은 전형적인 브롬화제도 역시 매우 효과적이다.

요오드화반응은 반응물질로 일염화요오드로 진행시키는 것이 가장 좋다.

4위치의 치환체를 갖지 않는 화합물을 만들고자 할때는 할로겐화 하기전에 4위치를 보호해주는 것이 종종 필요하다. 보호제로는 쉽게 가하고 쉽게 제거할 수 있기 때문에 설폰산을 쓰는 것이 가장 편리한 방법이다.

출발물질인 치환된 아닐린과 페닐할라이드는 통상의 화학에 관한 문헌에 알려진 방법에 의해 쉽게 얻어질 수 있다.

트리플루오로메틸로 치환된 아닐린은 화학자들도 아는 바와같이 우선, 원하는 트리플루오로메틸 그룹의 위치에 산그룹을 갖는 카복실산으로 치환된 아닐린을 얻음으로써 가장 잘 제조되어진다. 산그룹은 4불화황을 사용하여 불소화시킨다.

불소화된 아닐린 화합물은 종종, 불소원자가 있어야할 위치에 디아조늄 플루오로보레이트 염을 우선적으로 제조함으로써 제조될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그후 염을 열분해시켜 원하는 위치에 불소원자가 남아있게 해준다. 선택적으로 최근에는 불소원자를 매우 낮은 온도에서 원소상태의 불소로서 페닐환에 삽입시킬 수 있다는 것을 발견하였다.

전형적인 일반식(Ⅰ) 화합물의 제법을 나타내는 다음 실시예는 유기화학자들이 목적화합물을 쉽게 얻을 수 있음을 확인하기 위해 나타낸 것이다. 실시예의 생성물은 NMR분석, 원소미량분석, 박층크로마토그래피에 의해 확인하며 어떤 경우에는 질량분광분석과 IR분석에 의해 확인한다.

[실시예 1]

2,4,6-트리클로로-N-에틸-4′-니트로-2′-트리플루오로메틸 디페닐아민

오일 분산액으로 얻어진 3.5g의 수소화나트륨을 석유 에테르로 세척하고 20ml의 무수디메틸포름아미드와 함께 플라스크에 넣는다. 현탁액을 -10°로 냉각하고 플라스크를 질소로 충전시킨후 20ml의 무수디메틸포름 아미드에 용해된 8g의 N-에틸-2,4,6-트리클로로아닐린 용액을 5분에 걸쳐 가해주고 혼액을 1시간동안 같은 온도로 일정히 유지시켜주며 교반한다. 그후 20ml의 디메딜포름 아미드중에 용해된 8.1g의 2-클로로-5-니트로벤조트리플루오라이드 용액을 5분에 걸쳐 가해주고 완전한 혼액을, 온도를 실온으로 올려주면서 6시간동안 교반한다. 그후 혼액을 얼음에 붓고 물을 가하여 총 용량을 1l로 만든후 생성된 침전을 여과하여 분리해내고 펜탄으로 세척하여 7.7g의 2,4,6-트리클로로-N-에틸-4′-니트로-2′-트리플루오로메틸디페닐아민을 얻는다.

NMR에 나타난 피크 : 1.36, 1.48, 1.60, 3.85, 4.00, 4.15 및 4.23ppm

실시예 2

2,4,6-트리클로로-N-메틸-4′-니트로-2′-트리플루오로 메틸 디페닐아민

2g의 2,4,6-트리클로로-N-메틸아닐린을 실시예 1에 기술된 바와같이 2.2g의 2-클로로-5-니트로벤조트리플루오라이드와 커플링시킨다. 생성물은 1g의 2,4,6-트리클로로-N-메틸-4′-니트로-2′-트리플루오로메틸 디페닐아민으로 확인되었다. 융점 : 128 내지 129°

[실시예 3]

N-메틸-4-니트로-2-트리플루오로메틸 디페닐아민

5.35g의 N-메틸아닐린을 실시예 1에 기술된 것과 같은 수소화나트륨의 존재하에서 11.3g의 2-클로로-5-니트로벤조트리플루오라이드와 반응시킨다. 생성물을 디에틸 에테르로 처리하고 활성탄으로 탈색시킨후 에테르를 감압하에서 증발시켜 오렌지-적색인 오일상 생성물을 얻는다. 오일상 물질을 헥산으로 처리하여 정제된 형태로 만들어준다. 융점 : 68내지 70° 수득량 : 8.2g

[실시예 4]

4-시아노-N-메틸-4′-니트로-2′-트리플루오로디페닐아민

실시예 1의 일반적 방법에 따라 2.6g의 4-시아노-N-메틸아닐린을 수소화나트륨 존재하, 5℃에서 4.5g의 2-클로로-5-니트로벤조트리플루오라이드와 커플링시킨다. 생성물을 에탄올로 재결정하여 4g의 생성물을 얻는다. 융점 : 119내지 120°

[실시예 5]

N-메틸-4-니트로-2,3′-바스(트리플루오로메틸)디페닐아민

16.1g의 3-아미노벤조트리플루오라이드를 16g의 탄산나트륨 존재하의 아세톤중에서 14g의 디메틸 설페이트로 알킬화시킨다. 환류온도에서 3시간동안 교반한후 반응혼액을 디에틸 에테르로 희석하고 여과해준다. 반응혼액을 진공상태에서 증발 건조하여 점액성의 오일상 물질을 얻으며 이를 40ml 디메포름아마이드로 처리한다. 여기에 12g의 수소화나트륨을 가해준후 다시 10ml의 2-클로로-5-니트로벤조트리플루오라이드를 가한다.

80°에서 1시간 교반한후 용액을 300ml의 물에 천천히 가하고 2층의 혼액을 50ml의 농염산으로 산성화시킨다. 그후 오일층의 물질을 경사시켜 분리하여 벤젠/헥산(1:1)을 용출제로 실리가켈 상에서 크로마토그라피하여 정제한다. 생성물을 함유한 획분을 모아서 증발 건조시켜 1.3g의 N-메틸-4-니트로-2,3′-바스(트리플루오로메틸)디페닐아민을 액상물질로 얻는다.

일반식(Ⅰ)의 중간생성물은 아미노 질소에 대해 오르토 위치인 벤조트리플루오라이드의 비어있는 자리에서 니트로화시킴으로써 중요한 일련의 살서제의 제조법 사용된다. 니트로화 단계에서는 아미노성 질소에 대해 오르트 위치 또는 파라 위치인, 아닐린 환의 비어있는 자리에서도 역시 니트로화 할 수 있다. 따라서 이들 위치중 하나가 비친환된 살서제는 이런 중간생성물을 사용하지 않고 다른 방법으로 제조되어야만 한다. 그러나 2위치 또는 4위치에 니트로 치환체를 갖는 살서제가 필요한 경우 그 치환체는 최종 니트로화 단계에서 도입시킬 수 있다.

살서제의 시아노, 메틸 및 트리플루오로메틸 치환체는 본 발명의 중간생성물을 제조할 수 있는 출발물질인 아닐린과 상응하는 치환체로부터 온 것이다. 니트로 치환체는 또한 상기에 기술한 바와같이 최종 니트로화 반응에서 가해진 것을 제외하고 출발물질로부터 온 것이다.

사용되는 중간생성물 및 목적하는 살서제에 따라 부가적 할로겐화 반응은 최종 니트로화 반응전에 할 필요가 있다. 이러한 할로겐화 반응은 이 서류의 앞에서 언급한 바와같이 진행시킨다.

벤조트리플루오라이드 환의 니트로화는 실온의 아세트산 용액중에서 농질산으로 쉽게 수행할 수 있다.

반응은 통상의 니트로화 반응이며 상승된 온도에서 다른 통상의 니트로화제는 예를들면 농질산과 황산의 혼액을 사용하여 니트로화시킨다. 니트로화 반응에서는 산자체외에 아무런 용매를 사용하지 않는다.

Claims (1)

1. 다음 일반식(Ⅱ)의 아닐린 유도체로 다음 일반식(Ⅲ)의 2-할로-5-니트로벤조트리플루오라이드 화합물과 반응시킴을 특징으로 하는 다음 일반식(Ⅰ)의 디페닐아민 유도체의 제조방법.

   

   상기 구조식에서 R은 메틸 또는 에틸이고, R¹은 수소, 플루오로, 클로로, 브로모, 요오도, 시아노, 메틸, 니트로 또는 트리플루오로메틸이고, R²및 R⁵는 각각 독립적으로 수소, 플루오로, 클로로, 브로모, 니트로, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, 단 R²와 R⁵중 두개가 동시에 니트로가 될수 없으며, R³및 R⁴는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 플루오로, 클로로, 브로모, 또는 트리플루오로메틸이고, 단 a) R³및 R⁴가 둘다 메틸일 경우를 제외하고는 R¹,R²,R³,R⁴및 R⁵중 두개 이상이 동시에 메틸이 될 수 없으며, b) R¹,R²,R³,R⁴또는 R⁵가 메틸 또는 플루오로일때 R¹,R², 및 R⁵중 두개는 또는 세개는 수소, 클로로 또는 브로모이고, c) R³및 R⁴가 둘다 트리플루오로메틸인 경우를 제외하고는 R¹,R²,R³,R⁴및 R⁵중 두개 이상이 동시에 트리플루오로메틸이 될수 없으며, d) R²또는 R⁵가 트리플루오로메틸일때 R¹은 수소, 클로로 또는 브로모이고, e) R³및 R⁴중의 하나만이 트리플루오로메틸일때 R¹,R²및 R⁵중의 두개 또는 세개는 수소, 클로로 또는 브로모이고, f) 2개의 불소원자는 서로서로에 대해 인접해 있지 않으며 g) R²또는 R⁵가 니트로일때 R¹은 수소, 클로로, 브로모 또는 니트로이고, h) R¹,R²,R³,R⁴또는 R⁵가 트리플루오로메틸일때 R¹,R²,R³,R⁴및 R⁵중 어느 것도 플루오로 또는 메틸이 아니며 X는 할로겐원자이다.