KR840001033B1 - Process for producing aziridine-2-carboxylic acid or its salt - Google Patents

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KR840001033B1 KR1019800004726A KR800004726A KR840001033B1 KR 840001033 B1 KR840001033 B1 KR 840001033B1 KR 1019800004726 A KR1019800004726 A KR 1019800004726A KR 800004726 A KR800004726 A KR 800004726A KR 840001033 B1 KR840001033 B1 KR 840001033B1
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Abstract

α-halo-β-aminopropionic acids and esters, and their mineral acid salts, were treated with alkali and alk. earth hydroxides and NH3 to yield metal and ammonium 2-aziridine carboxylates. Thus, aq. NaOH was added to H2NCH2CHClCOOHHCl in water, and the mixt. was kept 24 hr at room temp. to give Na 2-aziridinecarboxylate.

Description

아지리딘-2-카르복실산 또는 이의 염 제조방법Aziridine-2-carboxylic acid or salt thereof preparation method

본 발명은 농약제 α-아미노산 제조용 중간체로서 유용한 아지리딘-2-카르복실산 또는 이의 염의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing aziridine-2-carboxylic acid or a salt thereof useful as an intermediate for preparing agrochemical α-amino acids.

아지리딘-2-카르복실산염의 제조방법에 대해서는 몇가지가 공지되어 왔는데, 이를테면 아지리딘-2-카르복실산 나트륨의 제조 방법으로는 α-크롤로-β-알라닌 염산염을 수중에서 수산화 나트륨 수용액으로 중화시킴과 동시에 중화생성물을 환류 가열시키고, 수용액의 pH가 7내지 7.5의 범위로 유지되도록 1N수산화나트륨 수용액을 적가시킴을 특징으로 하는 방법 (1)[K. D. Gundermann, Chem. Ber.,93' 1640(1 960)]과 α,β-디브로모프로피온산 이소프로필과 액체 암모니아의 반응으로 얻어지는 아지리딘-2-카르복실산 이소프로필을 에제르, 에탄올 및 물과의 혼합 용매 중에서 나트륨 에톡시드로 가수분해 시킴을 특징으로 하는 방법 (2) [E. Kyburz, Hev. Chim. Acta,49, 368 (1966)]이 공지되어 있으며, 또 아지리딘-2-카르복실산리튬의 제조방버으로서는 α-클로로-β-알라닌 에틸 에스테르를 에탄올 중에서 트리에탄올 아민으로 처리하여 생성되는 에틸 에스테르를 에탄올과 물과의 혼합 용매 중에서 수산화 리튬으로 가수분해시킴을 특징으로 하는 방법 (3) [K. D. Gundermann, Chem. Ber.,93, 1639 (1960)]이 알려져 있다. 그러나 (1)의 방법에 있어서는 반응계중의 출발 물질인 α-클로로-β-알라닌 염산염의 농도를 약 1중량%정도로 낮게 유지하면서 반응을 수행하여야만 하는 결점이 있으며, 또 (2)와 (3)의 방법에 있어서는 아지리딘-2-카르복실산 에스테르의 합성조작이 복잡하고, 목적물의 수율이 낮은 결점을 지니고 있다. 따라서 공업적으로 실시하는데 있어서는 전술한 공지의 방법들은 전혀 만족스러운 방법이라고 할 수 없는 것이다.Several methods of preparing aziridine-2-carboxylate have been known. For example, a method of preparing aziridine-2-carboxylic acid sodium may be prepared by using α-croro-β-alanine hydrochloride in aqueous sodium hydroxide solution. Neutralizing and simultaneously heating the neutralizing product to reflux, and adding 1N sodium hydroxide solution dropwise so that the pH of the aqueous solution is maintained in the range of 7 to 7.5 (1) [KD Gundermann, Chem. Ber., 93 '1640 (1 960)] and aziridine-2-carboxylic acid isopropyl obtained by the reaction of α, β-dibromopropionic acid isopropyl with liquid ammonia and a mixed solvent of eger, ethanol and water. Hydrolysis with sodium ethoxide in water (2) [E. Kyburz, Hev. Chim. Acta, 49 , 368 (1966)], and as a method for preparing lithium aziridine-2-carboxylic acid, ethyl ester produced by treating α-chloro-β-alanine ethyl ester with triethanol amine in ethanol is used. Characterized by hydrolysis with lithium hydroxide in a mixed solvent of ethanol and water. (3) [KD Gundermann, Chem. Ber., 93 , 1639 (1960). However, in the method of (1), there is a drawback that the reaction must be carried out while keeping the concentration of α-chloro-β-alanine hydrochloride as a starting material in the reaction system as low as about 1% by weight, and (2) and (3) In this method, the synthesis operation of aziridine-2-carboxylic acid ester is complicated, and the yield of the target object is low. Therefore, in the industrial practice, the above known methods are not satisfactory at all.

그러므로, 본 발명의 목적은 아지리딘-2-카르복실산 및 이의 염을 공업적으로 유리하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 데에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a process which can industrially advantageously produce aziridine-2-carboxylic acid and its salts.

본 발명자들은 전술한 목적을 달성하기 위하여 광범위한 연구를 수행한 결과, α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 또는 이의 무기산염의 수용액 또는 함수 유기 용매 용액을 알칼리 또는 알칼리토금속 수산화물과 함께 적당히 가열시킴을 특징으로 하는 방법을 발견하기에 이르렀다. 본 발명의 방법에 따르면 니트릴기이 가수분해와 분자내 탈염화수소화(환화)가 일어나고, 부산물의 거의 생성되지 않으며, 아지리딘-2-타르복실한의 알칼리 또는 알칼리토금속염의 거의 선택적으로 생성된다.The present inventors have conducted extensive research to achieve the above object, and accordingly, an aqueous solution of α-halogeno-β-aminopropionitrile or an inorganic acid salt thereof or a hydrous organic solvent solution is appropriately heated with alkali or alkaline earth metal hydroxides. It came to find a method characterized by. According to the method of the present invention, the nitrile group undergoes hydrolysis and intramolecular dehydrochlorination (cyclization), almost no by-products are generated, and almost selectively of alkali or alkaline earth metal salts of aziridine-2-tarboxyl.

본 발명의 방법에 있어서, 출발물질로서 사용되는 α-할로게노 아미노프로피오니트릴 도는 그 무기산염은 α-할로게노 아크릴로니트릴 또는 α,β-디할로게노 프로피오니트릴과 암모니아를 물 또는 유기 용매 중에서 반응시킴으로써 용이하게 얻을 수가 있다.In the process of the invention, the α-halogeno aminopropionitrile or its inorganic acid salt used as starting material is α-halogeno acrylonitrile or α, β-dihalogeno propionitrile and ammonia in water or in an organic solvent. It can be obtained easily by making it react in the inside.

특히, 본 발명의 바람직한 실시 태양에 따르면 α-할로게노 아크릴로니트릴과 암모니아를 물 및 또는 유기용매 중에서 반응시켜서 얻은 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 또는 α,β-디할로게노프로피오니트릴과 암모니아를 물 및/또는 유기용매 중에서 반응시켜서 얻은 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴을 반응계로부터 단리함이 없이 원료로서 사용할 수가 있다. 즉, 상기와 같이 제조한 채로의 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴의 함유하는 반응액에 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속의 수산화물을 수용액, 수현탁액 또는 고형의 형으로 가하고 필요에 따라서 가열함으로써 아지리딘-2-카르복실산을 제조할 수가 있다.In particular, according to a preferred embodiment of the present invention α-halogeno-β-aminopropionitrile or α, β-dihalogenopro obtained by reacting α-halogeno acrylonitrile and ammonia in water and or an organic solvent Α-halogeno-β-aminopropionitrile obtained by reacting pionitrile with ammonia in water and / or an organic solvent can be used as a raw material without isolating from the reaction system. That is, hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals are added to the reaction solution containing α-halogeno-β-aminopropionitrile as prepared in the above in the form of an aqueous solution, a water suspension or a solid, and heated as necessary. Aziridine-2-carboxylic acid can be manufactured.

이리하여, 본 발명에 의하면, 아크릴로니트릴의 할로겐화와 탈 할로게화수소에 의하여 용이하게 그리고 염가로 제조할 수 있으며, α-할로게노 아크릴로니트릴 또는 아크릴로니트릴의 할로겐화에 의하여 공업적으로 용이하게 그리고 염가로 제조할 수 있는 α,β-디할로게노 프로피오니트릴로부터 출발하여 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴을 거쳐서 아지리딘-2-카르복실산을 공업적으로 유리하게 제조할 수가 있다.Thus, according to the present invention, it can be easily and inexpensively prepared by halogenation of acrylonitrile and dehydrohalogenation, and industrially by halogenation of α-halogeno acrylonitrile or acrylonitrile. And aziridine-2-carboxylic acid can be industrially advantageously prepared from low-cost α, β-dihalogeno propionitrile and then α-halogeno-β-aminopropionitrile. have.

본 발명의 방법은 출발물질을 저렴하고 용이하게 제조할 수가 있고, 반응 조작이 간단하며, 조작들이 아주 단순하며, 목적하는 아지리딘_2_카르복실산을 고수율로 얻을 수가 있기 때문에 전술한 공지의 방법들에 비하여 여러가지의 장점을 지니고 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 공업적으로 아주 유리하게 이용할 수가 있는 것이다/The process of the present invention can be prepared inexpensively and easily, the reaction operation is simple, the operations are very simple, and the desired aziridine_2_carboxylic acid can be obtained in high yield. It has several advantages over the methods. Thus, the method of the present invention is very advantageously used industrially.

본 발명의 방법에 사용하는 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 또는 이의 무기산염들을 예시하면, α-클로로-β-아미노프로피오니트릴, α-브로모-β-아미노프로피오니트릴, α-클로로-β-아미노프로피오니트릴 염산염 및 황산염과 α-브로모-β-아미노프로피오니트릴 염산염 및 황산염등을 열거할 수가 있다.Examples of α-halogeno-β-aminopropionitrile or inorganic acid salts thereof used in the method of the present invention include α-chloro-β-aminopropionitrile, α-bromo-β-aminopropionitrile, α And -chloro-β-aminopropionitrile hydrochloride and sulfate, and α-bromo-β-aminopropionitrile hydrochloride and sulfate.

α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 또는 이의 무기산염은 α,β-디할로게노-프로피오니트릴 또는 α-할로게노아크릴로니트릴과 암모니아와를 수중 또는 유기 용매중에서 반응시켜 얻는다. 유리 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴은 전술한 반응 혼합물 또는 반응 혼합물과 물에 혼화되지 않는 유기 용매와의 반응 생성물을 추출하여 얻어지는 추출액을 감압증류하여 얻는다. 반응혼합물에 염산이나 황산염을 작용시키면 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 염산염 또는 황산염이 얻어진다. 이를테면, α-클로로-β-아미노프로피오니트릴 염산염은 이소프로판올과 같은 암모니아 용액에 약 0℃에서 α-클로로아크릴로니트릴을 적가하고, 이 온도에서 2내지 4시간 동안 반응시킨 다음, 염화수소의 이소프로판올 용액을 공급시킴으로서 80%이상의 수율로 단리시킬 수가 있다.α-halogeno-β-aminopropionitrile or an inorganic acid salt thereof is obtained by reacting α, β-dihalogeno-propionitrile or α-halogenoacrylonitrile with ammonia in water or in an organic solvent. The free α-halogeno-β-aminopropionitrile is obtained by distilling under reduced pressure on an extract obtained by extracting a reaction product of the reaction mixture or the reaction mixture described above with an organic solvent which is not mixed with water. When hydrochloric acid or sulfate is applied to the reaction mixture, α-halogeno-β-aminopropionitrile hydrochloride or sulfate is obtained. For example, α-chloro-β-aminopropionitrile hydrochloride is added dropwise α-chloroacrylonitrile at about 0 ° C. to an ammonia solution such as isopropanol, reacted at this temperature for 2-4 hours, and then isopropanol solution of hydrogen chloride It can be isolated in a yield of 80% or more by supplying.

본 발명의 방법에 사용하는 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 또는 이의 무기산염을 함유하는 수용액 또는 함수 유기 용액으로서는 α,β-디할로게노프로피오니트릴(1) 또는 α-할로게노아크릴로니트릴(2)을 암모니아와 반응시켜 얻어지는 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴을 함유하는 반응혼합물을 사용하여도 좋다. 이 반응혼합물을 하기에 보다 상세하게 서술하겠다.As an aqueous solution or aqueous organic solution containing α-halogeno-β-aminopropionitrile or an inorganic acid salt thereof used in the method of the present invention, α, β-dihalogenopropionitrile (1) or α-halogeno A reaction mixture containing α-halogeno-β-aminopropionitrile obtained by reacting acrylonitrile (2) with ammonia may be used. This reaction mixture will be described in more detail below.

(1) 먼저, α,β-디할로게노프로피오니트릴과 암모니아와를 수중 및/또는 유기 용매중에서 반응시켜 얻어지는 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴을 함유하는 반응 혼합물에 대하여 서술하며는, 출발물질 α,β-디할로게노프로피오니트릴로서는 염소, 브롬, 옥소 및 플루오르 유도체를 사용할 수가 있으나, α,β-디클로로프로피오니트릴과 α,β-디클로로프로피오니트릴과 α,β-디브로모프로피오니트릴이 바람직하며, α,β-디할로게노프로피오니트릴은 아크릴로니트릴을 할로겐화하여 용이하게 제조할 수가 있다.(1) First, a reaction mixture containing α-halogeno-β-aminopropionitrile obtained by reacting α, β-dihalogenopropionitrile with ammonia in water and / or an organic solvent will be described. As the starting materials α, β-dihalogenopropionitrile, chlorine, bromine, oxo and fluorine derivatives may be used, but α, β-dichloropropionitrile, α, β-dichloropropionitrile and α, β Dibromopropionitrile is preferred, and α, β-dihalogenopropionitrile can be easily prepared by halogenating acrylonitrile.

α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴의 제조에 사용하는 암모니아로서는 수성암모니아, 또는 암모니아가스 또는 수성암모니아를 유기 용매에 용해시킨 용액을 사용한다. 본 반응은 또한 반응계 중에 암모니아 가스를 도입시키면서 수행할 수도 있다. 반응에 사용하는 유기 용매는 암모니아 용해력이 있는 유기용매를 의미하며, 일반으로 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, t-부탄올, 메틸셀로솔브 또는 셀로솔브 등의 저급 알콜을 사용한다. 이들 유기 용매들은 2이상을 혼합 사용하여도 좋고 물과 혼합하여 사용하여도 좋다.As ammonia used for the production of α-halogeno-β-aminopropionitrile, aqueous ammonia or a solution in which ammonia gas or aqueous ammonia is dissolved in an organic solvent is used. This reaction can also be carried out while introducing ammonia gas into the reaction system. The organic solvent used for the reaction means an organic solvent having ammonia dissolving power, and generally, lower grades such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, methylcellosolve or cellosolve Use alcohol. These organic solvents may be used by mixing two or more thereof or by mixing with water.

α,β-디할로게노프로피오니트릴과 암모니아사용량은 α,β-디할로게노프로피오니트릴 1몰에 대하여 암모니아 2몰 이상, 바람직하게는 2.2몰 이상으로 사용한다. 본 반응을 수성암모니아 중에서 수행할 경우에는 암모니아를 5내지 30중량%용액으로 하여 사용하며, 유기 용매나 또는 함수 유기 용매중에서 수행할 경우에는 2내지 25중량%암모니아 농도를 갖는 용액을 사용한다.The amount of α, β-dihalogenopropionitrile and ammonia used is 2 mol or more, preferably 2.2 mol or more, with respect to 1 mol of α, β-dihalogenopropionitrile. When the reaction is carried out in aqueous ammonia, ammonia is used as a 5 to 30% by weight solution, and when it is carried out in an organic solvent or a hydrous organic solvent, a solution having a concentration of 2 to 25% by weight ammonia is used.

α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴의 생성 반응에 있어서 출발 물질과 용매의 첨가 방법 및 순서에 대해서는 특정되어 있지는 않으나, 통상 물 또는 함수 유기 용매중에 α,β-디할로게노프로피오닐을 서서히 첨가시키는 것이 바람직하며, α,β-디할로게노프로피오니트릴을 유기용매로 희석한 후 첨가하여도 좋다.Although the method and order of addition of the starting material and the solvent in the production reaction of α-halogeno-β-aminopropionitrile are not specified, the α, β-dihalogenopropionyl is usually slowly added in water or an aqueous organic solvent. It is preferable to add, and it may add after diluting (alpha), (beta)-dihalogeno propionitrile with an organic solvent.

반응 온도는 -40내지 30℃, 바람직하게는 -20내지 20℃이며, 반응시간은 0.5내지 20시간, 바람직하게는 1내지 15시간이다. 본 반응은 공기 분위기 중에서 수행하여도 좋으나, 불활성 가스 중에서 반응을 수행하며는 부반응을 억제할 수가 있기 때문에 질소 가스와 같은 불활성 가스중에서 수행하는 것이 바람직하다.The reaction temperature is -40 to 30 ° C, preferably -20 to 20 ° C, and the reaction time is 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 15 hours. The present reaction may be carried out in an air atmosphere, but the reaction is preferably carried out in an inert gas such as nitrogen gas because the side reaction can be suppressed while the reaction is performed in an inert gas.

α,β-디할로게토프로피오니트릴과 암모니아와의 반응종료점은 가스크로마토그래피, 고속 액체 크로마토그라피 등에 의해 용이하게 확인할 수가 있다.The end point of the reaction between α, β-dihalogentopropionitrile and ammonia can be easily confirmed by gas chromatography, high performance liquid chromatography, or the like.

(2) α-할로게노아크릴로니트릴과 암모니아를 수중 및/또는 유기용매중에서 반응시켜 얻어지는 α-할로게노-β아미노프로피오니트릴을 함유하는 반응 혼합물에 대해서는 하기에 상세하게 서술하겠다.(2) A reaction mixture containing α-halogeno-βaminopropionitrile obtained by reacting α-halogenoacrylonitrile with ammonia in water and / or an organic solvent will be described in detail below.

일반으로 α-할로게노아크릴로니트릴로서는 α-클로로아크릴로니트릴과 α-브르모아크릴로니트릴을 사용한다.In general, α-chloroacrylonitrile and α-bromoacrylonitrile are used as α-halogenoacrylonitrile.

암모니아는 수성 암모니아, 또는 암모니아 가스나 또는 수성 암모니아를 유기 용매중에 용해시킨 용액형을 사용한다. α-할로게노아크릴니트릴과 암모니아와의 반응은 수중 및/또는 유기 용매중에서 수행할수가 있다. 본 반응을 유기용매 중에 수행할 경우에는 암모니아 용해력이 없는 유기 용매를 사용하며, 적당한 유기 용매를 예시하면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, t-부탄올, 메틸 셀로솔브 및 셀로솔브 등의 저급 알콜류를 열거할 수 있으며, 이들 용매는 단독으로 또는 2이상을 혼합하여 사용할 수가 있으며, 또 물과 혼합하여 사용할 수도 있다.Ammonia uses aqueous ammonia or ammonia gas or a solution form in which aqueous ammonia is dissolved in an organic solvent. The reaction of α-halogenoacrylonitrile with ammonia can be carried out in water and / or in an organic solvent. When the reaction is carried out in an organic solvent, an organic solvent having no ammonia solubility is used. Examples of suitable organic solvents include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, and methyl cell. Lower alcohols, such as a solve and a cellosolve, can be enumerated, These solvent can be used individually or in mixture of 2 or more, and can also be used in mixture with water.

α-할로게노아크릴로니트릴과 암모니아의 사용량은 α-할로게노아크릴로니트릴 1몰에 대하여 암모니아 1몰 이상, 바람직하게는 1.2몰 이상을 사용한다. 본 반응을 수성암모니아 중에서 수행할 경우에는 5내지 30중량%의 암모니아 농도를 갖는 용액을 사용하며, 본 반응을 유기 용매 중에서 수행할 경우에는 2내지 25중량%의 농도를 갖는 용액을 사용한다.The amount of α-halogenoacrylonitrile and ammonia used is 1 mol or more, preferably 1.2 mol or more, with respect to 1 mol of α-halogenoacrylonitrile. When the reaction is carried out in aqueous ammonia, a solution having an ammonia concentration of 5 to 30% by weight is used, and when the reaction is carried out in an organic solvent, a solution having a concentration of 2 to 25% by weight is used.

α-할로게노아크릴로니트릴과 암모니아의 반응에 있어서 출발물질 및 용매의 첨가방법 및 순서에는 특정되어 있지는 않으나, 통상 물 및/또는 암모니아 함유 유기 용매 중에 첨가하는 것이 바람직하며, α-할로게노아크릴로니트릴은 유기 용매로 희석한 후에 첨가시킬 수 있다.In the reaction of α-halogenoacrylonitrile with ammonia, the method and order of addition of the starting materials and the solvent are not specified, but are usually added in water and / or ammonia-containing organic solvent, and preferably α-halogenoacryl. Nitrile can be added after dilution with an organic solvent.

반응 온도는 -40내지 30℃, 바람직하게는 -20내지 20℃이며, 반응시간은 0.5내지 20시간, 바람직하게는 1내지 15시간이다. 반응은 공개 또는 불활성 가스의 분위기하에 수행하여도 좋으나, 불활성 가스 분위기하에서 부반응을 억제할 수가 있기 때문에 질소 분위또는 질소 증기와 같은 불활성 가스 분위기하에서 수행하는 것이 바람직하다. 반응 종료점은 가스 크로마토그래피, 고속 액체크로마토그래피 등에 의해 빠르고 용이하게 확인할 수가 있다.The reaction temperature is -40 to 30 ° C, preferably -20 to 20 ° C, and the reaction time is 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 15 hours. The reaction may be carried out in an open or inert gas atmosphere. However, since the side reaction can be suppressed in an inert gas atmosphere, the reaction is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen atmosphere or nitrogen vapor. The reaction end point can be confirmed quickly and easily by gas chromatography, high performance liquid chromatography, or the like.

본 발명에 사용하는 알칼리 또는 알칼리토금속 수산화물로서는 리륨, 나트륨, 칼륨 및 류비듐 등의 알칼리 금속수산화물과 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론륨 및 바륨 등의 알칼알칼리토금속 수산화물을 들수가 있으며, 이들의 구체적인 예로서는 수산화리륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화베릴륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘 및 수산화바륨 등을 예시할 수가 있다. 일반으로 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화 칼슘이 바람직하다.Examples of the alkali or alkaline earth metal hydroxide used in the present invention include alkali metal hydroxides such as lithium, sodium, potassium, and rubidium, and alkali alkali earth metal hydroxides such as beryllium, magnesium, calcium, strontium, and barium. Examples include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, beryllium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide and barium hydroxide. In general, sodium hydroxide, potassium hydroxide and calcium hydroxide are preferred.

본 발명의 방법에 있어서 알칼리 또는 알칼리금속 수산화물 양은 출발물질로서 유리 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴을 사용할 경우에는 출발물질에 대하여 2당량 이상으로 사용하며, 출발물질로서 α-할로게노-β-아미노노프로피오니트릴의 무기산염을 사용할 경우 출발 물질에 대하여 3당량 이상으로 사용한다. 수산화물 사용량의 상한량에 때하여는 특징되어 있지는 않으나, 다량으로 사용할 필요는 없고, 최고 5당량을 사용하면 충분하다.In the method of the present invention, when the amount of alkali or alkali metal hydroxide is used as starting material, free α-halogeno-β-aminopropionitrile is used in an amount of 2 equivalent or more relative to the starting material, and as starting material, α-halogeno- If an inorganic acid salt of β-aminonopropionitrile is used, it is used in an amount of at least 3 equivalents based on the starting material. Although it is not characterized by the upper limit of the amount of hydroxide used, it is not necessary to use a large amount, and a maximum of 5 equivalents is sufficient.

α,β-디할로게 노프로피오니틀릴 또는 α-할로게노아크릴로니트릴의 또는 α-할로게노아크릴로니트릴에 대하여 2당량 이상, 바람직하게는 2.2다량 이상으로 사용한다. 알칼리 또는 알칼리토금속 사용량의 상한량에 대해서는 특정되어 있지는 않으나, 과량으로 사용할 필요는 없으며, 통상 최고 5당량을 사용하며는 충분하다.2, or more, preferably 2.2 or more, of α, β-dihalogenopropionitril or α-halogenoacrylonitrile or relative to α-halogenoacrylonitrile. The upper limit of the amount of alkali or alkaline earth metal used is not specified, but it is not necessary to use it in excess, and usually up to 5 equivalents is sufficient.

본 발명의 방법은 수중 또는 함수 유기 용매 중에서 수행한다. 환언하면, 본 반응은 수용액 또는 물과 수혼화성 유기용액과의 혼액 중에서 수행한다.The process of the invention is carried out in water or in an aqueous organic solvent. In other words, this reaction is carried out in an aqueous solution or a mixture of water and a water miscible organic solution.

수혼화성 유기 용매류를 예시하면 메탄올, 에탈올, n-프로판올, 이소프로판올, t-부탄올, 셀로솔브, 메틸셀로솔브, 아세톤, 디옥산, 테트라히푸드로란, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드 및 디메틸술폭시드 등을 열거할 수가 있다. 물과 유기 용매를 혼합 사용할 경우에는 유기용매에 대한 물의 비율을 임의로 선정하여도 좋다. 용매로 출발물질 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 또는 이의 무기산염에 대해서 3내지 200배, 바람직하게는 5내지 100배 양으로 사용한다.Illustrative water miscible organic solvents include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, t-butanol, cellosolve, methylcellosolve, acetone, dioxane, tetrahydruroran, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, dimethyl sulfoxide, etc. can be mentioned. When mixing water and an organic solvent, the ratio of water to an organic solvent may be arbitrarily selected. The solvent is used in an amount of 3 to 200 times, preferably 5 to 100 times with respect to the starting material α-halogeno-β-aminopropionitrile or an inorganic acid salt thereof.

본 발명의 방법을 수행하는 데에 있어서 출발물질, 알칼리 및 반응 용매의 첨가 방법과 순서에는 제한되어 있지 않으며, 통상 소정량의 알칼리 또느 ㄴ알칼리토금속 수산화물을 수용액 또는 현탁액형으로 하여 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 도는 이의 염을 목적 농도로 수중 및 / 또는 수혼화성 유기용매중에 용해시킨 용액에 첨가시키거나, 또는 α-할로게노-β아미노프로피오니트릴을 함유하는 용액을 알칼리 또는 알칼리토금속 수산화물의 수용액 또는 현탁액 중에 첨가시켜도 좋다. α,β-디할로게노프로피오 니트릴 또는 α-할로게노아크릴로니트릴에서 유도되는 α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴을 함유하는 반응 혼합물을 사용할 경우에는 물 및/ 또는 유기 용매 중에 반응 혼합물을 용해시킨 용액을 상기와 같은 방법으로 수산화물로 처리할 수도 있다.In carrying out the process of the present invention, the method and order of addition of starting materials, alkalis and reaction solvents are not limited. Usually, a predetermined amount of alkali or alkaline alkali metal hydroxide is used as an aqueous solution or suspension to form α-halogeno-. β-aminopropionitrile or a salt thereof is added to a solution dissolved in water and / or in a water-miscible organic solvent at a desired concentration, or a solution containing α-halogeno-βaminopropionitrile is alkali or alkaline earth metal You may add in aqueous solution or suspension of hydroxide. Reaction in water and / or organic solvent when using a reaction mixture containing α-halogeno-β-aminopropionitrile derived from α, β-dihalogenopropionitrile or α-halogenoacrylonitrile The solution in which the mixture is dissolved may be treated with hydroxide in the same manner as described above.

알칼리 또는 알칼리토금속 수산화물은 고상으로 첨가시켜도 좋다.Alkali or alkaline earth metal hydroxides may be added in a solid phase.

α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴을 함유하는 반응 혼합물로부터 부산물로서 염화 암모늄이 석출될 때에는 염화암모늄을 분리시킨 다음 반응 혼합물을 가수분해한다. α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴의 생성 반응을 유기용매 중에서 수행할 경우에는 이후의 가수분해 및 환화 반응을 위하여 물을 첨가시켜 주어야 한다. 물의 첨가량은 특정되어 있지는 않으나, 유기 용매와 물과의 비율을 필요에 따라 선정할 수가 있다.When ammonium chloride precipitates as a by-product from the reaction mixture containing α-halogeno-β-aminopropionitrile, ammonium chloride is separated and the reaction mixture is hydrolyzed. When the production reaction of α-halogeno-β-aminopropionitrile is carried out in an organic solvent, water must be added for subsequent hydrolysis and cyclization reaction. Although the addition amount of water is not specified, the ratio of an organic solvent and water can be selected as needed.

반응온도는 0내지 100℃이며, 20내지 80℃가 바람직하나, 반응은 통상 대기압하에서 수행하는데, 필요에 따라서는 감압 또는 상압하에서 수행할 수도 있다. 반응시간은 여러가지 반응 조건에 따라 다르나, 통상 0.5내지 50시간, 바람직하게는 2.0내지 30시간이다. 반응의 종료점은 박층 크로마토그래피에 의해 용이하고 빠르게 확인할 수가 있다.The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 20 to 80 ° C, but the reaction is usually carried out at atmospheric pressure, and may be carried out under reduced pressure or normal pressure, if necessary. The reaction time depends on various reaction conditions, but is usually 0.5 to 50 hours, preferably 2.0 to 30 hours. The end point of the reaction can be easily and quickly confirmed by thin layer chromatography.

본 발명의 방법에 있어서, 아지리딘-2-카르복실산은 반응에 사용한 알칼리에 상당하는 알칼리금속염 또는 알칼리토금속염으로 생성되낟. 필요에 따라서는 생성물로부터 유기 용매를 감압 제거하여 수용액형으로 생성물을 얻을 수가 있다.In the process of the invention, the aziridine-2-carboxylic acid is produced with an alkali or alkaline earth metal salt corresponding to the alkali used in the reaction. If necessary, the organic solvent can be removed under reduced pressure from the product to obtain the product in the form of an aqueous solution.

하기에 실시예들을 열거하여 본 발명을 보다 상세하게 서술하겠다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

실시예에 사용한 표준 시료로서는 아지리딘-2-카트복실산 리륨을 하기와 같이 합성하였다. 그속 액체 크로마토그래피에 의한 분석은 하기의 조건하에서 수행하였다.As a standard sample used in the Example, ariridine-2-carboxylic acid lithium was synthesized as follows. Analysis by liquid chromatography therein was performed under the following conditions.

(a) 아지리딘-2-카르복실산 리륨의 제조(a) Preparation of aziridine-2-carboxylic acid lithium

탈수 에탄올 100㎖중에 α-클로로-β-아미노프로피온산에틸 10g을 용해시키고, 트리에탈올아민 20g을 첨가한 다음 교반을 행하면서 60℃내지 70℃온도하에 5시간 반응시켰다. 석출되는 트리에탄올아민 염산염을 여취하고 소량의 에탄올로 세척하였다. 여액 및 세척액을 합하고, 냉각을 행하면서 1N수산화리륨 수용액 55㎖를 서서히 첨가한 다음 냉암소에서 24시간 방치하였다. 반응혼합물을 감압 농축한 다음 잔사(시럽물질)에 벤젠 30㎖를 첨가하여 공비 증류에 의해 물을 완전히 제거하였다. 다음에 뜨거운 에탄올을 첨가하고 혼합물을 냉각하여 석출물을 형성시켰다. 결정을 완전히 석출하기 위해 에테르 100㎖를 첨가하였다. 석출물을 여취하고, 에테르로 세척하여 아지리딘 -2-카르복실산 리륨 1.0g을 얻었다.10 g of α-chloro-β-aminopropionate was dissolved in 100 ml of dehydrated ethanol, 20 g of triethanolamine was added, and the mixture was reacted at 60 ° C to 70 ° C for 5 hours while stirring. Precipitated triethanolamine hydrochloride was filtered off and washed with a small amount of ethanol. The filtrate and washings were combined, 55 ml of a 1N aqueous lithium hydroxide solution was slowly added while cooling, and then left in a cold dark for 24 hours. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure, and 30 ml of benzene was added to the residue (syrup material) to completely remove water by azeotropic distillation. Then hot ethanol was added and the mixture was cooled to form a precipitate. 100 ml of ether was added to completely precipitate the crystals. The precipitate was filtered off and washed with ether to obtain 1.0 g of ariridine-2-carboxylic acid lithium.

융점 : 260~268℃(분해)Melting Point: 260 ~ 268 ℃ (Decomposition)

원소분석(%)C3H4NO2Li :Elemental Analysis (%) C 3 H 4 NO 2 Li:

실측치(%) : C 37.86, H 4.22, N 14.71, Li 7.40Found (%): C 37.86, H 4.22, N 14.71, Li 7.40

계산치(%) : 38.74, 4.33, 15.06, 7.46Calculated Value (%): 38.74, 4.33, 15.06, 7.46

내부 표준으로서 디옥산을 사용하여 양성자 NMR분광법(측정 용매; D2O, 측정온도 : 실온)을 행하여 측정한 생성 아지리딘-2-카르복실산 리륨의 순도는 97%이었다.The purity of the produced aziridine-2-carboxylic acid lithium lithium measured by proton NMR spectroscopy (measurement solvent; D 2 O, measurement temperature: room temperature) using dioxane as an internal standard was 97%.

(b) 고속 액체 크로마토그래피에 의한 분석조건(b) Analytical conditions by high performance liquid chromatography

칼럼 : Shodex OH Pak B-804(쇼와뎅꼬사 제품)Column: Shodex OH Pak B-804 (from Showa Denko)

검출기 : 시자굴절계 RI-2(닛뽕 붕세끼 공업사 제품)Detector: Cirring Refractometer RI-2 (manufactured by Nippon Boraxe Industrial Co., Ltd.)

이동상 : H3PO4수용액(1×10-3몰/리터)Mobile phase: H 3 PO 4 aqueous solution (1 × 10 -3 mol / liter)

유속 : 1.3㎖/분Flow rate: 1.3 ml / min

측정온도 : 실온Measurement temperature: room temperature

전술한 조건하에서 아지리딘-2-카르복실산의 정체시간은 16.5내지 16.8분이었다.Under the conditions described above, the retention time of aziridine-2-carboxylic acid was 16.5 to 16.8 minutes.

[실시예 1]Example 1

물 80g중에 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴염산염 28.2g을 용해시킨 다음, 교반하면서 물 84g중에 수산화나트륨 25.6g을 용해시킨 수용액을 적가하고 실온에서 24시간 반응시켰다. 반응 혼합물을 내부 표준으로서 아지리딘-2-카르복실산리륨을 사용하여 고속 액체크로마로그래피에 의해 분석한 결과 아지리딘-2-카르복실산 리륨의 생성 수율은 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴 염산염에 대하여 95.5%이었다.28.2 g of α-chloro-β-aminopropionitrile hydrochloride was dissolved in 80 g of water, and then, an aqueous solution in which 25.6 g of sodium hydroxide was dissolved in 84 g of water was added dropwise with stirring, followed by reaction at room temperature for 24 hours. The reaction mixture was analyzed by high performance liquid chromatography using aziridine-2-carboxylic acid lithium as an internal standard. As a result, the yield of production of aziridine-2-carboxylic acid lithium was α-chloro-β-aminopropio. 95.5% relative to nitrile hydrochloride.

생성 반응 혼합물을 양성자 NMR분광법에 의해 분석한 결과, 아지리딘-2-카르복실산의 메틸렌 양성자로 기인되는 시그널이 δ=1.79ppm(q.,2H)에서 나타났으며, 메틴 양성자로 기인되는 시그널이 δ=2.35ppm(q.,1H)나타났는데, 이 시그널 모형은 표준 시료로서 합성한 아지리딘-2-카르복실산 리륨에서와 동일하였다.Analysis of the resulting reaction mixture by proton NMR spectroscopy showed a signal attributable to the methylene proton of aziridine-2-carboxylic acid at δ = 1.79 ppm (q., 2H) and a signal attributable to methine protons. This δ = 2.35 ppm (q., 1H) was shown, and this signal model was the same as in the aziridine-2-carboxylic acid lithium, synthesized as a standard sample.

[실시예 2]Example 2

물 160g중에 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴염산염 14.1g을 용해시키고, 교반을 행하면서 물 90g중에 수산화칼륨 22.4g을 용해시킨 수용액을 적가하였다. 다음에 , 반응혼합물을 60℃로 가열을 행하고, 60내지 65℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응혼합물을 실시예 1에서와 같은 방법으로 고속 액체 크로마토그래피에 의해 분석을 행한 결과, 아지리딘-2-카르복실산리륨이 생성수율은 92.3%이었다.14.1 g of α-chloro-β-aminopropionitrile hydrochloride was dissolved in 160 g of water, and an aqueous solution in which 22.4 g of potassium hydroxide was dissolved in 90 g of water was added dropwise while stirring. Next, the reaction mixture was heated to 60 ° C. and reacted at 60 to 65 ° C. for 4 hours. As a result of analyzing the reaction mixture by high performance liquid chromatography in the same manner as in Example 1, the yield of aziridine-2-lithium carboxylate was 92.3%.

[실시예 3]Example 3

실시예 2에 있어서 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴염산염 대신에 유리 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴 10.5g과 수산화칼륨 대신에 수산화리륨 13g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2의 조작을 반복 행하여 아지리딘-2-카르복실산리륨이 90.8%의 수율로 생성되었다.Example 2 operation, except that 10.5 g of free α-chloro-β-aminopropionitrile instead of α-chloro-β-aminopropionitrile hydrochloride and 13 g of lithium hydroxide in place of potassium hydroxide were used. Was repeated to produce aziridine-2-lithium carbonate in a yield of 90.8%.

[실시예 4]Example 4

실시예 2에 있어서 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴염산염 대신에 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴 황산염 15.3g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2의 조작을 반복 행하여 아지리딘-2-카르복실산 리튬이 94.2%의 수율로 생성되었다.The procedure of Example 2 was repeated except that 15.3 g of α-chloro-β-aminopropionitrile sulfate was used in place of the α-chloro-β-aminopropionitrile hydrochloride, and the aziridine-2- Lithium carboxylate was produced in 94.2% yield.

[실시예 5]Example 5

물 160g중에 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴 염산염 14.1g을 용해시키고 교반을 행하면서 수산화 칼슘 12g을 서서히 첨가한 다음 반응 혼합물을 60℃로 가열을 행하여 60내지 65℃에서 8시간 반응시켰다. 반응 종료후에 과잉의 수산화칼슘을 여거하고, 잔사를 실시예 1에서와 같은 방법으로 고속액체 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 아지리딘-2-카르복실산 칼슘이 92.5%수율로 생성되었다.14.1 g of α-chloro-β-aminopropionitrile hydrochloride was dissolved in 160 g of water, and 12 g of calcium hydroxide was slowly added while stirring, and the reaction mixture was heated to 60 ° C. and reacted at 60 to 65 ° C. for 8 hours. After completion of the reaction, excess calcium hydroxide was filtered off, and the residue was analyzed by high performance liquid chromatography in the same manner as in Example 1, whereby aziridine-2-carboxylic acid calcium was produced in 92.5% yield.

[실시예 6]Example 6

메탄올 150g중에 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴 염산염 14.1g을 용해시키고 교반을 행하면서 물 75g중에 수산화나트륨 12.8g을 용해시킨 수용액을 적가하였다. 다음에, 반응 혼합물을 60℃로 가열을 행하고, 이 온도에서 10시간 반응시킨 후에 반응 혼합물 중 메탄올을 감압 유거하여 얻어지는 잔사를 고속 액체 크로마토그래피에 의해 분석을 행한 결과, 아지리딘-2-카르복실산 나트륨이89.2%수율로 생성되었다.14.1 g of α-chloro-β-aminopropionitrile hydrochloride was dissolved in 150 g of methanol, and an aqueous solution in which 12.8 g of sodium hydroxide was dissolved in 75 g of water was added dropwise while stirring. Next, the reaction mixture was heated to 60 ° C. and reacted at this temperature for 10 hours, after which the residue obtained by distilling off the methanol in the reaction mixture under reduced pressure was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, aziridine-2-carboxyl was analyzed. Sodium acid was produced in 89.2% yield.

[실시예 7]Example 7

실시예 6에서 메탄올 대신에 이소프로판올 150g을 사용한 것을 제외하고는 동일한 조작을 반복 행하여 아지리딘-2-카르복실산 나트륨을 93.5%의 수율로 얻었다.The same procedure was repeated except that 150 g of isopropanol was used instead of methanol in Example 6 to obtain sodium aziridine-2-carboxylic acid in a yield of 93.5%.

[실시예 8]Example 8

농수성 암모니아(28중량%농도)60.8g을 0℃로 유지하여 질소 기류하에 천천히 교반을 행하면서 약 2시간에 걸쳐서 α,β-디클로로프로피오니트릴 24.8g을 적가하였다. 0내지 5℃에서 3시간 동안 또 반응을 수행한 다음, 물 150g중에 수산화나트륨 25.6g을 용해시킨 수용액을 약 30분에 걸쳐 적가하고 실온에서 30분간 또 반응을 수행하였다. 고속 액체 크로마토그래피에 의해 반응 혼합물을 분석한 결과, 아지리딘-2-카르복실산나트륨이 α,β-디클로로프로피오니트릴에 대하여 80.1%의 수율로 생성되었다. 반응 시간은 16.5분이었다.20.8 g of α, β-dichloropropionitrile was added dropwise over about 2 hours while maintaining 60.8 g of concentrated aqueous ammonia (28 wt% concentration) at 0 ° C. and slowly stirring under a nitrogen stream. The reaction was further performed at 0 to 5 ° C. for 3 hours, and then an aqueous solution of 25.6 g of sodium hydroxide dissolved in 150 g of water was added dropwise over about 30 minutes, followed by another 30 minutes at room temperature. As a result of analyzing the reaction mixture by high performance liquid chromatography, sodium aziridine-2-carboxylic acid was produced in a yield of 80.1% relative to α, β-dichloropropionitrile. The reaction time was 16.5 minutes.

반응 혼합물을 양성자 NMR스펙트롬(측정온도; 실온)을 행한 결과 시그널이 δ=1.79ppm(q.,2H)와 δ=2.35ppm(q.,1H)에서만 관찰되었다. 이들 시그널은 수용액중에서 표준시로 아지리딘-2-카르복실산 리튬에서와 동일하였다.When the reaction mixture was subjected to proton NMR spectrum (measurement temperature; room temperature), a signal was observed only at δ = 1.79 ppm (q., 2H) and δ = 2.35 ppm (q., 1H). These signals were identical to those of lithium aziridine-2-carboxylic acid in standard time in aqueous solution.

[실시예 9]Example 9

암모니아가스 6.8%농도로 용해시킨 이소프로판올 용액 225g을 0℃로 유지하고 질소 기류하에 천천히 교반을 행하면서 약 2시간에 걸쳐서 α,β-디클로로프로피오 니트릴 24.8g을 적가하였다.다음에, 0내지 5℃에서 3시간동안 반응을 수행하여 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴을 생성시켰다. 반응 혼합물을 외부냉각함과 동시에 물 230g중에 수산화나트륨 25.6g을 용해시킨 수용액을 서서히 적가하였다. 이 용액을 50℃로 가열을 행하여 50내지 55℃에서 7시간 반응시켰다. 다음에, 반응 혼합물을 감압하에 증류하여 이소프로판올을 유거하고 잔사를 실시예 9에서와 같은 방법으로 고속 액치크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 아지리딘-2-카르복실산 나트륨이 α,β-디클로로프로피오니트릴에 대하여 90.8%수율로 생성되었다.225 g of isopropanol solution dissolved in a concentration of 6.8% of ammonia gas was maintained at 0 ° C., and 24.8 g of α, β-dichloropropionitrile was added dropwise over about 2 hours while slowly stirring under a stream of nitrogen. The reaction was carried out at 占 폚 for 3 hours to produce α-chloro-β-aminopropionitrile. The reaction mixture was externally cooled and an aqueous solution in which 25.6 g of sodium hydroxide was dissolved in 230 g of water was slowly added dropwise. The solution was heated to 50 ° C. and reacted at 50 to 55 ° C. for 7 hours. Next, the reaction mixture was distilled off under reduced pressure to distill the isopropanol and the residue was analyzed by high-performance etch chromatography in the same manner as in Example 9, whereby the aziridine-2-carboxylic acid sodium was α, β-dichloropro It was produced in 90.8% yield relative to pionenitrile.

[실시예 10~13][Examples 10-13]

실시예 9에 있어서, 수산화나트륨 대신에 하기 제1표에 기재한 각각의 알칼리를 사용한 것을 제외하고는 동일한 조작을 행하여 사용한 각각의 알칼리에 상당하는 아지리딘-2-카르복실산 알칼리 또는 알칼리토금속 수용액을 얻었다. 생성된 목적물의 수율을 하기 제1표에 기재하였다.Aqueous solution of aziridine-2-carboxylic acid alkali or alkaline earth metal corresponding to each alkali used in the same operation as in Example 9, except that each alkali shown in Table 1 below was used instead of sodium hydroxide. Got. The yield of the resultant target is shown in Table 1 below.

[제 1 표][Table 1]

Figure kpo00001
Figure kpo00001

[실시예 14~16][Examples 14-16]

실시예 9에 있어서 이소프로판올 대신에 하기 제2표에 기재한 각각의 용매를 사용한 것을 제외하고는 동일한 조작을 수행하여 아지리딘-2-카르복실산 나트륨을 하기 제2표에 기재한 수율로 얻었다.The same operation was carried out except that the respective solvents listed in Table 2 below were used in place of isopropanol to obtain sodium aziridine-2-carboxylic acid in the yields described in Table 2 below.

[제 2 표][Table 2]

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 17]Example 17

실시예 9에 있어서 α,β-디클로로프로피오니트릴과 암모니아의 반응을 15내지 20℃에서 행한 것을 제외하고는 동일한 조작을 수행하여 아지리딘-2-카르복실산 나트륨 수용액을 α,β-디클로로프로피오니트릴에 대하여 91.3%의 수율로 얻었다.Except that the reaction of α, β-dichloropropionitrile and ammonia was carried out at 15 to 20 ° C. in Example 9, the same operation was carried out to give an aqueous solution of sodium aziridine-2-carboxylic acid to α, β-dichloroprop It was obtained in a yield of 91.3% with respect to the pionitrile.

[실시예 18]Example 18

물 20중량%을 함유하는 함수 에탄올 200g중에 암모니아가스 17g을 용해시켜 얻어지는 용액을 0℃로 냉각한 다음 질소 가스 기류하에 천천히 교반을 행하면서 α,β-디클로로프로피오니트릴 24.8g을 적가하였다. 0내지 5℃에서 4시간 동안 또 반응을 수행하여, α-클로로-β-아미노프로피오니트릴을 생성시켰다. 다음에, 물 200g중에 수산화나트륨 25.6g을 용해시킨 용액 중에 외부 냉각을 행하면서 반응 혼합물을 적가하고 60℃로 가열로 행하여 60내지 65℃에서 5시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물을 감압하에 증류하여 에탄올을 제거하고 얻어지는 잔사를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 고속 액체 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 아지리딘-2-카르복실산 나트륨이 α,β-디클로로프로피오니트릴에 대하여 86.7%의 수율로 생되었다.A solution obtained by dissolving 17 g of ammonia gas in 200 g of hydrous ethanol containing 20% by weight of water was cooled to 0 ° C., and 24.8 g of α, β-dichloropropionitrile was added dropwise while stirring was slowly under a nitrogen gas stream. The reaction was also performed at 0-5 [deg.] C. for 4 hours to produce [alpha] -chloro- [beta] -aminopropionitrile. Next, the reaction mixture was added dropwise while performing external cooling in a solution in which 25.6 g of sodium hydroxide was dissolved in 200 g of water, and heated to 60 ° C. for 5 hours at 60 to 65 ° C .. The reaction mixture was distilled off under reduced pressure to remove ethanol and the residue obtained was analyzed by high performance liquid chromatography in the same manner as in Example 1, whereupon sodium aziridine-2-carboxylic acid was α, β-dichloropropionitrile. For 86.7% yield.

[실시예 19]Example 19

농수성 암모니아(28%농도) 60.8g을 0℃로 유지하고, 질소가스 기류하에 천천히 교반을 행하면서 약 2시간에 걸쳐 α-아아크릴로니트릴 17.5g을 적가한 다음 0내지 50℃에서 4시간 동안 반응을 수행하였다. 물 120g중에 수산화나트륨 17.6g을 용해시킨 수용액을 약 30분에 걸쳐 적가하여 실온에서 또30시간동안 반응을 수행하였다. 반응 혼합물을 고속 액체 크로마토그래피에 의해 분석을 행한 결과, 아지리딘-2-카르복실산 나트륨이 α-클로로아크릴로니트릴에 대하여 78.6%의 수율로 생성되었다.60.8 g of aquatic ammonia (28% concentration) was maintained at 0 ° C., and 17.5 g of α-acrylonitrile was added dropwise over about 2 hours while slowly stirring under a stream of nitrogen gas, followed by 4 hours at 0 to 50 ° C. Reaction was carried out. An aqueous solution in which 17.6 g of sodium hydroxide was dissolved in 120 g of water was added dropwise over about 30 minutes, and the reaction was carried out at room temperature for another 30 hours. The reaction mixture was analyzed by high performance liquid chromatography, and as a result, sodium aziridine-2-carboxylic acid was produced in a yield of 78.6% relative to α-chloroacrylonitrile.

반응 혼합물을 양성자 NMR스펙트럼(측정온도; 실온)에 의해 관찰한 결과 시그널이 δ=1.79ppm(q.,2H)와 δ=2.35ppm(q.,1H)에서만 나타났다. 이들 시그널은 수용액중에서의 표준시료 아지리딘-2-카르복실산 리툼에서와 동일하였다.The reaction mixture was observed by proton NMR spectrum (measurement temperature; room temperature) and the signal was found only at δ = 1.79 ppm (q., 2H) and δ = 2.35 ppm (q., 1H). These signals were the same as in the standard sample aziridine-2-carboxylic acid ritum in aqueous solution.

[실시예 20]Example 20

암모니아가스를 6.8중량%농도로 용해시킨 이소프로판올 용액 200g을 0℃로 유지하고, 질소가스 기류하에 천천히 교반을 행하면서 약 1.5시간에 걸쳐 α-클로로아크릴로니트릴 17.5g을 서서히 적가하였다. 다음에, 0내지 5℃에서 반응을 수행하여 α-클로로-β-아미노프로피오니트릴을 생성시켰다. 다음에, 반응 혼합물을 외부 냉각시킴과 동시에 물 200g중에 수산화나트륨 17.6g을 용해시킨 용액을 서서히 적가하였다. 이 용액을 50℃로 가열하여 50내지 60℃에서 8시간 반응시켰다.200 g of isopropanol solution in which ammonia gas was dissolved at a concentration of 6.8% by weight was kept at 0 ° C., and 17.5 g of α-chloroacrylonitrile was slowly added dropwise over about 1.5 hours while slowly stirring under a nitrogen gas stream. Next, the reaction was carried out at 0 to 5 ° C. to produce α-chloro-β-aminopropionitrile. Next, while externally cooling the reaction mixture, a solution of 17.6 g of sodium hydroxide dissolved in 200 g of water was slowly added dropwise. The solution was heated to 50 ° C. and reacted at 50 to 60 ° C. for 8 hours.

반응 혼합물을 감압하에 증류하여 이소프로판올을 제거하고, 잔사를 고속 액체 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 아지리딘-2-카르복실산 나트륨이 α-클로로아크릴로니트릴에 대하여 88%의 수율로 얻어졌다.The reaction mixture was distilled off under reduced pressure to remove isopropanol, and the residue was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, sodium aziridine-2-carboxylic acid was obtained in a yield of 88% relative to α-chloroacrylonitrile.

[실시예 21~23][Examples 21-23]

실시예 20에 있어서 수산화나트륨 대신에 하기 제3표에 기재한 각각의 알카리를 사용한 것을 제외하고는 동일한 조작을 수행하여 각각의 알칼리에 상당하는 아지리딘-2-카르복실산 알칼리 또는 알칼리토금속염의 수용액을 하기 제3표에 기재한 수율로 얻었다.The same procedure was followed for the same procedure as in Example 20, except that each of the alkalis listed in Table 3 was used instead of sodium hydroxide to give the corresponding alkalis of aziridine-2-carboxylic acid alkali or alkaline earth metal salts. The aqueous solution was obtained in the yield described in the following table.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[실시예 24]Example 24

실시예 20에 있어서 이소프로판올 대신에 메탄올을 사용한 것을 제하고는 동일한 조작을 반복 행하여 아지리딘-2-카르복실산 나트륨의 수용액을 85.1%의 수율로 얻었다.The same operation was repeated except that methanol was used instead of isopropanol in Example 20 to obtain an aqueous solution of sodium aziridine-2-carboxylic acid in a yield of 85.1%.

[실시예 25]Example 25

실시예 20에 있어서 α-클로로아크릴로니트릴과 암모니아와의 반응을 15내지 20℃에서 수행한 것을 제외하고는 동일한 조작을 수행하여 아지리딘-2-카르복실산 나트륨의 수용액을 90.4%의 수율로 얻었다.The same procedure was followed as in Example 20, except that the reaction of α-chloroacrylonitrile with ammonia was carried out at 15 to 20 ° C. to give an aqueous solution of sodium aziridine-2-carboxylic acid in a yield of 90.4%. Got it.

Claims (1)

α-할로게노-β-아미노프로피오니트릴 또는 이의 무기산염을 수중 또는 함수 유기 용매중에서 알칼리 또는 알칼리토금속 수산화물로 처리함을 특징으로 하는 아지리딘-2-카르복실산 또는 그 염의 제조방법.A process for producing aziridine-2-carboxylic acid or a salt thereof, wherein α-halogeno-β-aminopropionitrile or an inorganic acid salt thereof is treated with an alkali or alkaline earth metal hydroxide in water or in an aqueous organic solvent.
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