KR870001679B1 - 0-치환 옥심화합물의 제조공정 및 상응하는 히드록실아민-0-치환 화합물로의 전환방법 - Google Patents

0-치환 옥심화합물의 제조공정 및 상응하는 히드록실아민-0-치환 화합물로의 전환방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

0-치환 옥심화합물의 제조공정 및 상응하는 히드록실아민-0-치환 화합물로의 전환방법
본 발명은 0-알킬 옥심의 제조에 매우 유용한, 0-치환옥심의 제조에 관한 것으로서, 특히 무수조건하에서의 0-치환 옥심의 제조공저에 관한 것이다.
재래적인 0-알킬옥심의 제조방법은 브롬화메틸, 요오드화메틸과 같은 유기할로겐화물 및 메톡시화나트륨과 같은 알콕시화 알카리 금속과 옥심과의 반응을 포함한다.
일예로서 J. Chem. Soc., 91,628,1901에서, 던스탄과 굴딩은 아세톤옥심과 요오드화메틸 및 메톡시화나트륨과의 반응에 의한 아세톤옥심의 0-메틸화를 발표하였다.
EPO 특허출원 제23,560호(린하트등, 1980)에는 0-알킬오심 제조에 대한 두가지 공정이 명세되어있다.
그 첫번재 공정은 재래방법의 수정이다. 이 수정공정은 이단계 공정이다. 공정의 첫단계에서 옥심은 알콕시화 알카리 금속과의 반응에 의하여 염형태로 전환된다. 공저의 두번재 단계에서, 상응하는 옥심의 알카리금속염은 정화된 후 반양자성-이극성용매(aprotic-dipolar solvernt)내에서 브롬화알킬 또는 염화알킬과 함께 반응된다. 실제에 있어서 린하트(Lingart)등은 메톡시화나트륨을 사용하여 옥심을 상응하는 나트륨염으로 전환시킨 다음 염화메틸을 알킬화제로서 사용하여 반응을 행하였다. 린하트등의 두번째 공정은 물존재하의 비양자성-이극성용매내에서 옥심을 분말수산화나트륨 및 유기할로겐화합물과 함께 반응시켜 0-알킬화를 행하는 것이다.
에이취.에스, 앤터 및 에이취.디.클라크는 "Org. Synth, Col. III" p.173에서 수성반응매체내의 수산화 나트륨 존재하에서 알파-브로모아세트산과 아세트옥심과 반응시키고 결과의 아세트옥심 0-아세트산을 가수분해시킴에 의하여 히드록실아민 0-아세트산을 제조하는 공정을 발표하였다.
그리고 보렉과 클라크는 J. Am chem. Soc. 58,2020(1936)에서 아세트옥심과의 반응에서의 염화아세트산의 사용은 낮은 수율(46-49%)의 생성물을 낳는데, 이는 정화하는데 어려움이 있음을 밝히고 있다.
본 발명에 따라서, 알카리금속수산화물 또는 알카리토금속 수산화물과 과량의 옥심반응물을 반응시켜 옥심염을 형성하고 공비증류에 의해 물을 시스템으로부터 제거한후, 결과의 옥심염을 근본적으로 무수조건하에서 유기할로겐화물과 함께 반응시켜 0-치환 옥심화합물을 제조하는 단순한 공정이 제공 된다. 본 공정은 0-치환옥심, 특히 0-알킬치환 옥심을 좋은 수율로서 생산한다.
특히 값비싼 알콕시드의 사용을 피하고 유기할로겐화합물을 사용함으로서 더욱 경제적인 공정인 것이다.
앞서 언급하였듯이, 본 발명은 (a)일반식 R1R2C=NOH의 옥심화합물을 과량으로 알카리금속수산화물 또는 알카리토금속수산화물과 반응시켜 물, 과량의 상기 옥심및 옥심의 알카리금속염 또는 알카리토금속염 혼합물을 생성하고, (b)상기 (a)에성의 반응혼합물을 공비증류시켜 일부 또는 전부의 물을 제거한 후, (c)옥심 화합물의 알카리금속염 또는 알카리토금속염을 일반식 R3X의 화합물과 반응시킴을 특징으로하는, 일반식 R1R2C=NOR의 0-치환 옥심화합물의 제조법에 관한 것이다.
식중, X는 할로겐이고,
R1과 R2는 각각 수소 또는 저급알키리기이거나, 또는 R1과 R2가 함게 시클로알킬기를 형성하는 것이며, R3는 저급알킬기, 저급알케닐기, 아세트산 또는 벤진기임.
본 발명의 공정은 두개의 기본단계들로 구성된다. 첫번째 기본단계의 바람직한 구현은 다음 반응단계 A로서 도시화 될 수 있다.
반응단계 A
Figure kpo00001
식중, R1과 R2는 앞서 정의한 바와 같으며, M은 알카리금속 또는 알카리토금속이다. 본 공정의 첫단계에서의 옥심화합물의 알카리금속염 또는 알카리토금속염의 형성은 알카리금속수산화물 또는 알카리토금속 수산화물을 과량의 옥심화합물과 반응시킴에 의하여 편리하게 행하여진다.
반응조건하에서 옥심이 액체인 경우, 옥심자체가 반응용매로서 사용될 수도 있고, 옥심과 적합한 유기조용매의 혼합물이 반응 용매로서 사용될 수도 있다. 반응혼합물에서 옥심이 고체인 경우에는 적당한 조용매가 사용되어야하며, 옥심/조용매용액이 반응용매로서 작용한다.
여기서 "적당한 유기용매"란 반응조건하에서 수산화물 및 예심반응물과 상호반응하지 아니하고 상기옥심 및 수산화물 반응물과 용액을 형성할 수 있으며 물과 함께 증류될때 공비혼합물의 형성을 촉진하는 유기용매를 의미한다.
본 공정에 있어서, 반응은 바람직하게는 조용매와 함께 행하여 진다.
바람직한 조용매는 헥산, 시클로헥산, 헵탄, 시클로헵탄, 펜탄, 이소옥탄등의 지방족 및 지방족고리탄화수소용매 ; 벤젠, 톨루엔, 크실렌등의 방향족 탄화수소용매 ; 및 사염화탄소, 이염화메틸렌, 염화불화메탄, 이염화이불화에탄, 삼염화불화에탄, 클로로포름등의 할로겐화 탄화수소용매와같은 비극성유기용 매들이다. 본 발명의 실시예 있어서 바람직한 비극성 유기용매는 불화탄화수소용매, 탄화수소용매 및 방향족 용매이며, 특히 바람직한 것은 톨루엔과 크실렌등의 방향족 용매와 펜탄, 이소옥탄, 시클로헥산 등의 지방족탄화수소용매이다.
용매의 사용량은 한정된 것이 아니며 광범위하게 변화시킬 수 있다. 일반적으로 용매의 양은 옥심반응물 총중량에 대하여 약 5-200wt%정도로 사용된다. 바람직한 사용량은 상기한 범위내에서도 약 50-100wt%이다. 용매의 양을 더 크게할 수도 있으나, 이는 반응물의 요소를 희석시킬뿐 특별한 장점을 주지는 못한다. 본 발명의 공정을 수행하는 반응물로서 유용한 옥심화합물은 다음 일반식의 옥심화합물이다.
Figure kpo00002
여기서 R1과 R2는 앞서 정의한 바와 동일하다.
본 기술분야에서 널리 유용한 이들 화합물들은 다음과 같다.
아세트알데히드옥심, 프로피온알데히드옥심, n-부티르알데히드옥심, 이소부티트알데히드옥심, n-발레르알데히드옥심, 피발알데히드옥심, 아세톤옥심, 메틸에틸케톤옥심, 2-펜타논옥심, 3-펜타논옥심, 2-엑사논옥심, 에틸이소부틸케톤옥심, 바닌린옥심, 메틸이소부틸케톤옥심, 시클로헥산 카르복스알데히드옥심, 시클로펜탈 카르복스알데히드옥심, 2,2-디메틸시클로헥산카르복스알데히드옥심, 시클로헵탄카르복스알데히드옥심등.
상기한 화합물중에서도 특히 유용한 옥심화합물은 R1과 R2가 각각 수소, 또는 탄소수 1-4개의 비치환 알킬기이거나 또는 하나 이상의 알콕시카보닐이나 카르복시치환체는 치환된 알킬기인 것이다. 그리고 가장 바람직한 옥심화합물은 R1과 R2가 각각 비치환 또는 메틸 혹은 에틸기인 것이다.
본 발명의 공정에서 반응물로 사용되는 옥심화합물은 통상적인 방법에 의하여 제조될 수 있다. 예를들된, 이들 화합물은 적당한 알데히드나 케톤을 임의적으로 알카리 금속수산화물, 알카리 금속탄산염 또는 암모니아 존재하에서 히드록실아민염과 반응시킴에 의하여 제조될 수 있다. 다른 방법으로는 물매체내에서 적당한 알데히드나 케톤을 아질산나트륨, 아황산나트륨 및 이산화황과함께 반응시키는 것이었다.
본 공정의 첫단계에서 사용도는 알카리 금속수산화물 또는 알카리토금속 수산화물은 수산화리륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화나트륨 등이 전부 포함되나, 바람직하게는 알카리 금속수산화물이 사용된다. 특히 유용한 것은 수산화나트륨 또는 수산화칼슘이며 가장 바람직한 것은 수산화나트륨이다.
알카리금속 또는 알카리토금속 수산화물의 형태는 한정적인 것은 아니다. 이들 수산화물은 고체형태로 첨가될 수도 있고, 물이나 옥심반응물에 용해된 용액형태로서 사용될 수도 있다.
본 공정 첫단계의 반응온도는 반응혼합물의 빙점으로부터 옥심염 반응생성물의 분해가능한 온도까지 다양하게 변화될 수 있다. 바람직한 구현에서 반응온도는 약0-150℃이며, 더욱 바람직하게는 약 25-120℃이다. 그리고 가장 바람직한 반응 온도는 약 50-100℃이다.
상기한 첫단계의 반응이 완료된 후, 반응혼합물을 통상적인 방법으로 공비증류시켜서 반응에 첨가된 물 및 반응중 생성된 물전부 또는 일부를 제거한다. 이 과정은 이미 잘 알려진 과정이므로 상세한 설명은 생략한다. 일련의 경우, 과량의 옥심과 물 부산물이 증류될때 공비혼합물을 형성할 수 있다.
다른 경우, 조용매를 첨가하여 공비물질의 형성을 촉진할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 공비증류는 반응혼합물이 2000ppm이하의 수분을 함유할 때까지 계속하는데, 특히 바람직하게는 반응혼합물이 약 1000ppm이하의 수분을 함유할 때까지 행한다.
그러나 가장 바람직한 구현은 반응혼합물이 약 100ppm 이하의 수분을 포함할 때까지 공비증류를 행하는 것이다.
옥심화합물의 알카리금속염 또는 알카리토금속염은 그대로 본공정 두번째 단계에 도입되어 적당한 유기할로겐화합물과 함께 반응될 수도 있고, 또는 분리정제된 후 다음 반응에 사용될 수도 있다. 바람직하게는 그대로 반응에 도임하는 것이 좋다.
본 발명 공정의 두번째 단계는 다음 반응단계 B로 표현될 수 있다.
반응단계 B
R1R2C=NOM+R3X→R1R2C=NOR3+MX
식중 R1R2M 및 X는 앞서 정의한 바와 같다.
상기 반응단계 B에서, 옥심화합물의 알카리금속염 또는 알카리토금속염과 유기할로겐 화합물과의 반응은 양쪽반응물에 모두 불활성인 유기용매내에서 행하여진다.
바람직한 구현에 있어서, 이러한 유기용매는 앞서 상술한 단계 A에서의 유기용매중에서 선택된다. 일반적으로 반응에 있어서, 화학량론적으로 동일한 양의 유기할로겐 화합물과 옥심염이 사용되나 경우에 따라서는 그중 한가지 반응물이 50%까지 과량으로 사용될 수도 있다.
실제 공정에 있어서 반응물의 사용량은 10%과량의 범위내에서 적용된다. 본 반응단계에서 유용한 유기할로겐화합물 R3X는 R3가 다음과 같은 기능기를 갖는 화합물들이다. 메틸, 에틸, 프로필, 헥실, 이소프로필, 이소부틸, 데실, 펜틸등과 같은 알킬기 ; 알릴, 2-펜테닐, 3-부테닐, 4-헥세닐 등과 같은 알케닐기 ; 아세트산 ; 또는 벤질기.
비록 다양한 유기 할로겐 화물이 사용될 수 있으나, 이용성 및 경제성을 고려하면 유기염화물이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 유기할로겐 화합물은 공지기술에서 잘 알려진 방법으로 제조될 수 있다. 예를들면, 이들은 할로겐과 적당한 유기화합물을 반용시켜 제조할 수 있다.
반응단계 B, 즉 유기할로겐 화합물 첨가 단계에서의 반응온도는 본 공정의 반응단계 A에서 사용된 온도와 같은 범위이다. 바람직한 반응온도는 약0-100℃이고, 가장 바람직한 온도는 약 25-80℃이다.
본 발명의 공정의 진행시간, 즉 반응시간은 특별히 정해진 것은 아니며 목적물을 충분한 수율로 수득하기에 충분한 시간동안 행한다. 반응시간은 반응물질, 반응온도, 반응물질의 농도, 반응 용매의 종류 및 농도 등에 좌우된다. 따라서 반응시간은 수분내지는 수십시간으로 다양하게 변화될 수 있으나, 대부분의 바람직한 반응조건하에서는 통상 약 1-3시간 정도이다.
본 발명의 공정은 배치(batch)내에서 반연속적 또는 연속적으로 행하여질 수 있다. 반응물질 및 시약은 처음부터 도입될 수도 있고, 공정진행 동안 연속적 또는 단속적으로 도입될 수도 있다. 반응물질을 도입하고 그양을 조절하는 기구가 반응진행 동안 용매, 반응물질 및 기타 시약의 소망몰비를 유지하도록 편리하게 사용될 수도 있다.
반응은 단일반응대(reaction zone)내에서 행하여질 수도 있고, 직렬상 또는 병렬상의 다수의 반응대내에서 행하여질 수도 있다. 반응은 단속적으로 행하여질 수도 있고, 연속적으로 행하여질 수도 있다. 반응대 구조물은 반응동안 반응물질에 불활성인 것이어야하며 반응온도 및 압력에 충분히 견딜수 있는 것이어야 한다.
예기치 못한 온도변동을 제어하고 가능할 수도 있는 비정상 반응온도를 방지하기 위하여 반응대에 하나 또는 다수의 외부 또는 내부 열교환기를 장치할 수도 있다. 그리고 반응동안 반응물질의 혼합 및 교반을 조절할 수 있도록 교반장치를 사용할 수도 있다.
진동(vibration), 진탕(shaking), 교반(stirring), 회전(rotation), 진동(oscillation), 초음파진동(ultrasonic vibration)등의 여러형태의 교반장치가 사용될 수 있다.
목적생산물인 0-치환 옥심화합물은 통상적인 방법에 의하여 분리정화될 수 있다. 통상적인 방법으로는 증발, 증류, 용매추출, 재결정등의 방법이 있고. 좀더 특별히, 0-치환 옥심화합물의 분리는 할로겐염을 여과 제거한후 여과물을 공비증류시켜 행할 수 있다. 그밖에, 포트 잔유물을 적당한 용매로 추출한 후 추출물을 감압농축시켜 소망 0-치환 옥심화합물을 수득할 수도 있다.
본 발명의 공정에 의해 제조되는 0-치환 옥심화합물은, 0-메틸히드록실아민 0-에틸 히드록실아민, 0-벤질히드록실아민, 0-알릴 히드록실아민, 0-카르복시메틸히드록시아민, 0-에톡시 카보닐메틸히드록실아민등과 같은, 0-치환 히드록실아민류의 제조어 있어서 그 중간물질로서 매우 유용하다. 0-치환 히드록실아민은 0-치환옥심의 가수분해(바람직하게는 염산, 황산, 인산, p-톨루엔술폰산등과 같은 비산화성산을 이용한 산 가수분해)에 의하여 제조될 수 있다. 가수분해는 상온-약 150℃, 바람직하게는 약 40-120℃에서 수분-약 25시간동안 행한다.
일련의 경우, 가수분해는 0-치환 옥심의 분리없이 곧바로 옥심 생성물 용액내에서 행하여질 수도 있다. 예를들면, 0-메틸히드록실아민, 0-카르복시메틸 히드록실아민, 0-에톡시 카보닐메틸히드록실아민, 0-알릴히드록실아민, 및 0-벤질 히드록실아민들은 옥심생성물 용액내에서 상응하는 0-치환옥심의 가수분해에 의하여 제조될 수 있다. 그러나 최상의 결과는 일반적으로 0-치환 옥심을 분히한후 가수분해함에 의하여 얻어진다. 0-알릴-2-부타논옥심, 0-메틸 벤즈알데히드 옥심, 0-카르복시메틸-2-부타논 옥심 및 에톡시카보닐메틸-2-프로파논 옥심 등의 가수분해는 고수율로 상응하는 0-치환히드 록실아민을 생성한다.
본 발명의 바람직한 구현에 따라 0-메틸벤즈알데히드 옥심, 메틸에틸케톤 옥심이나 디메틸케톤 옥심의 0-카르복시메틸 및 0-에폭시카보닐메틸 유도체등의 유용한 옥심화합물의 제조된다. 이들 바람직한 0-치환옥심 화합물은, 살충제 제조 중간체로서 유용한 N, O-디메틸 히드록실아민과 같은 N, O-치환 히드록실아민 제조의 중간물질로서 사용될 수 있다. 그리고 N, O-치환 히드록실아민은 본 발명의 공정에 따라 제조된 0-치환옥심 화합물을 디메틸 술페이트와 함께 반응시켜 술페이트염 중간체를 생성하고, 이중간체를 분리함이 없이 가수분해(바람직하게는 산 가수분해)시켜 N, O-치환 히드록실아민, 알데히드 또는 케톤을 포함하는 혼합 생성물로서 수득할 수 있다. N, O-디메틸 히드록실아민과 같은 N, O-치환 히드록실아민은 통상적인 방법에 의하여 반응혼합물로 부터 분리할 수 있다.
이하 실시예와 함께 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.
[실시예 1]
온도계, 환류냉각기 및 딘-스타크(Dean-Stark) 물분리기가 장치된 500ml 들이 3구 플라스크 내에서 메틸에틸케톤옥심(100g, 과량)을 수산화나트륨(40g, 0.50몰)과 톨루엔(100ml)의 50%용액과 함께 혼합하였다. 혼합물을 교반하면서 가열맨틀 위에서 환류가열하였다. 약 1시간후, 딘-스탁 분리기에 더 이상의 물(28g)이 수집되지 않았고, 플라스크에는 맑은 용액이 남았다. 이 용액을 약 50℃로 냉각시킨 후 여기에 모노클로로아세트산(18.9g, 0.2몰)과 톨루엔(100ml)의 용액을 교반하면서 서서히 첨가하였다. 첨가완료후, 뿌옇게 된 결과의 혼합물을 3시간동안 약 880℃로 가열하였다. 생성된 황색슬러리를 냉각시키고 물(500ml)로 희 석시킨 후 진한염산(10g)으로 pH를 12.3으로 부터 7로 조절하였다. 결과의 액체-액체혼합물을 온도계, 클라시센 헤드(Clasisen head) 및 냉각기가 장치된 1리터들이 3구 플라스크에 넣고 포트온도가 100-100.5℃가 될 때까지 증류시켜 무색의 공비증류물(640ml, 이상 혼합물)을 산출하였다. 대부분의 증류물은 87-88℃에서 나왔다.
모든 증류 가능한 유기물의 분리후, 냉각기로부터 남은 액 한방울을 채취 기체 크로마토그라피 분석한 결과 메틸에틸케톤옥심이나 톨루엔은 검출되지 않았다. 황갈색의 액상 잔류물을 얼음조(0-5℃)내에서 냉각시키고 진한 염산(25g)으로 산성화시켜 용액의 pH를 0.6으로 조절하였다. 냉각용액을 염화나트륨으로 포화시키고 나서 톨루엔(8×100ml)으로 추출하였다.
결고의 밝은 황색은 오일상 액체(28.5g)를 기체 크로마토그라피로 분석한 결과 순도 83.5%로 메틸에틸케톡심 0-아세트산이었으며 나머지 두 부분은 톨루엔과 메틸에틸 케톡심이었다. 클로로아세트산 기준 수율은 82.1%이었다. 증류하여 얻은 무색의 오일상 액체(B.P. 92-95℃, 0.9mmHg)를 1H 및 13C NMR 분석한 결과 메틸 에틸케톡심-0-아세트산임이 확인되었다.
[실시예 2]
딘-스타크 물분리기, 냉각기, 적하깔대기, 온도계 및 자기교반봉이 장치된 500ml 들이 3구 플라스크에 질소블랑케트를 공급하고 메틸에틸케톡심(100g, 1.15몰)과 헥산(75ml)혼합물을 가하였다.
혼합물에 수산화나트륨(4.5g, 0.11몰)을 가하고 교반하면서 환류 가열시켰다. 1시간내에 맑은 용개이 생성되며 물은 딘-스타크 분리기에 수집되었다. 총 2.5ml의 물이 제거되었다. 10℃로 냉가한후 시스템으로부터 물분리기를 제거하고 1-클로로프로판(7.9g, 0.1몰)을 적하깔대기를 통하여 천천히 교반첨가하였다. 백색침전의 염화나트륨이 수집될 때까지 반응혼합물을 약 2-5일간 환류 가열시켰다. 반응혼합물을 냉각시키고 여과한 후, 맑은 헥산 용액여과물을 25ml의 수성 수산화나트륨 용액으로 3번 세척하여 과량의 메틸에틸케톡심을 제거하였다. 무색의 헥산용액을 기체크로마토그라피로 분석한 결과 메틸에틸케톡심-0-프로필에테르(9.2g)를 포함하고 있음이 확인되었다. 수율은 71.3%이었다.
[실시예 3]
실시예 2에서와 같이 장치된 500ml 들이 3구 플라스크에 시클로 헥사논 옥심(75g, 0.66몰)과 톨루엔(150ml)의 용액을 채웠다. 수산화나트륨(4.5g, 0.11몰)을 가한후, 물분리기에 더 이상의 물이 수집되지 않을 때까지 반응혼합물을 교반하면서 환류 가열시켰다.
용액을 상온으로 냉각시키고 염화벤질(12.g, 0.1몰)을 천천히 교반첨가 하였다.
맑은 반응혼합물을 90℃로 가열하였다. 약 30분내에 용액이 혼탁하게 되며 총 2시간동안 교반가열하면서 백색슬러리로 된다. 백샐슬러리를 냉각시킨 후 50ml의 물과 혼합하였다. 상부의 유기층을 분리하여 20% 수성수산화 나트륨으로 세척(35ml×3)하였다. 맑은 톨루엔 용액을 기체 크로마토그라피로 분석한 결과 시클로헥사논옥심-0-벤질 에테르(15.5g)를 포함하고 있음이 확인되었다. 수율은 71.3%이었다.
[실시예 4]
실시예 2에서와 같이 장치된 500ml들이 3구 플라스크에 메틸에틸케톡심(100g, 1.15몰)과 헥산(100ml)의 용액을 채운후 수산화나트륨(5g,0.15몰)을 첨가하였다. 물분리기에 더 이상의 물이 수집되지 않을 때까지 반응혼합물을 환류 가열시켰다. 생성된 맑은 용액을 스테인리스 스틸 오토클레이브에 넣고 드라이아이스조 내에서 냉각시켰다. 드라이아이스트랩내에 수집 보관하였던 염화에틸(6.5g,0.1몰)을 상기 오토클레이브에 재빨리 첨가하고 용기를 밀봉하였다.
교반하면서 용기를 90℃까지 천천히 가열시키고 이후 5시간동안 계속 90℃로 가열하였다. 냉각시킨후 결과의 백색슬러리에 물(50ml)을 첨가하였다. 상부헥산층층을 수집하여 35ml씩의 15% 수성수산호 나트륨으로 3번세척하였다. 맑은 무색의 헥산용액을 기체크로마토그라피로 분석한 결과 메틸에틸케톡심-0-에틸에테르(8.8g)를 포함하고 있음이 확인되었다. 수율은 76.5%이었다.
한편 수성층과 수산호나트륨 세척 잔류층을 진한 염산으로 중화시키고 냉각시킨후 헥산으로 추출하여 비사용 메틸에틸 케톡심을 회수하였다.
[실시예 5]
온도계, 딘-스타크 물분리기 및 환류냉각기가 장치된 250ml 들이 3구 플라스크에 아세트알데히드 옥심(10g, 0.17몰)과 헥산(150ml)혼합물은 넣은후 질소불량케트를 설하고 수산화 나트륨(3g,0.075몰)을 첨가하였다. 딘-스타크 물분리기에 더 이상의 물이 수집되지 않을 때까지 반응혼합물을 교반하면서 환류 가열하였다.
결과의 맑은 무색용액을 냉각시키고 염화벤질(7g,0.055몰)을 교반 첨가하였다. 용액을 6시간 동안 70℃ 가열시켜 백색 슬러리를 얻었다. 이것을 물(50ml)로 희석시킨 후 상부의 헥산 용액층을 수집하였다. 헥산용액을 15%수성 수산화나트륨(35ml씩)으로 3번 세척하여 과량의 아세트알데히드를 분리시켰다. 결과의 헥산용액을 기체 크로마토그라피로 분석한 결과 목적물인 아세트알데히드 옥심-0-벤질에테르(5.8g)를 포함하고 있음이 확인되었다. 수율은 70.7%이었다.
한편, 수성층과 수산화나트륨 세척잔류츠을 진힌 염산으로 중화시키고 냉각시킨 후 헥산으로 추출하여 미반응 아세트알데리드 옥심을 회수하였다.
[실시예 6]
온도계, 딘-스타크 물분리기가, 환류냉각기 및 질소블랑케트가 장치된 500ml 들이 3구 플라스크에 메틸에틸케톡심(100g,1.15몰)과 톨루엔(100ml)혼합물을 넣고, 여기에 수산화나트륨(9g,0.225몰)을 첨가하였다.
반응혼합물을 자기교반봉을 사용하여 교반하면서 환류 가열시켰다. 총 4.5g의 물이 수집되었다. 물의 수집이 완료된 후, 결과의 맑은 용액을 24℃로 냉각시키고 적하깔대기를 통하여 3-염화프로펜(13.3g,0.2몰)을 천천히 교반 첨가하였다. 반응용액을 4시간동안 환류가열(115℃)시켰다.
냉각후, 반응혼합물을 20% 수성수산화나트륨(35ml씩)으로 3번 세척하여 미반응 예틸에틸 케톡심을 분리 제거하였다.
세척한 톨루엔 용액을 기체 크로마토그라피로 분석하여 모든 미반응 메틸에틸케톡심이 제거되었는가 확인하였다. 톨루엔을 증발시켜 맑은 황색 오일상 액체인 메티리에틸케톡심-0-알킬에테르(18.9g)를 산출하였으며 이를 질량분석에 의하여 확인하였다. 수율는 74.4%이었다.
한편, 수성층과 수산화나트륨 세척잔류층을 진한 염산으로 중화시키고 톨루엔으로 추출하여 비사용 메틸에틸케톡심을 회수하였다.
[실시예 7]
온도계, 딘-스타크장치, 환류냉각기, 적하깔대기 및 자기교반장치를 장치한 500ml 들이 3구 플라스크에 아세톤 옥시(75g,1.03몰)과 헥산(150ml)을 넣고, 질소 기권하에서 상기 혼합물에 수산화나트륨(4.5g,0.11몰)을 교반 첨가하였다. 딘-스타크 장치에 더 이상의으 물이 수집되지 않을 때까지 반응혼합물을 환류 가열시켰다. 결과의 맑은 용액을 20℃로 냉각시키고 3-염화프로펜(7.7g,0.1몰)을 교반첨가하였다. 반응용액을 8시간동안 71℃로 환류 가열시킨 후 실온으로 냉각시켰다. 혼합물을 20%수성 수산화나트륨(35ml씩)으로 3번 세척한 후 헥산층을 수집하여 농축시켰다. 농축헥산층을 기체 크로마토그라피로 분석한 결과 아세톤 옥심-0-알킬에테르(8.2g)가 포함되어 있음이 확인되었다. 수율은 72.6%이었다.
[실시예 8]
온도계, 딘-스타크 물분리기, 환류 냉각기 및 질소불량케트를 장치를 2리터들이 3구 플라스크에 아세톤 옥심(625g,8.56몰)과 톨루엔(600ml)을 넣고, 여기에 수산화나트륨(132g,3.3몰)을 첨가하였다. 반응혼합물을 교반하면서 가열하여 총 60g의 물을 분리제거하였다.
물분리기가 완료되면 반응혼합물을 25℃로 냉각시키고 적하깔대기를 통하여 염화아세트산 용액(141.8g,1.5몰)을 서서히 첨가하였다. 온도가 70℃가 넘지 않도록 발열반응을 조절하였다. 첨가완료후, 결과의 슬러리를 1시간동안 60-70℃로 교반 가열하였다. 슬러리를 냉각시킨 후 얼음, 물및 진한염사능 첨가하여 pH를 10으로 조절하였다. 상부 유기층과 저부 수성층을 분리하여 수성층을 톨루엔(100ml씩)으로 6번 추출하여 모든 아세톤옥심을 제거하였다. 맑은 수성용액을 얼음조에서 0℃로 냉각시키고 염산(155g)을 가하여 pHH를 1로 조절하였다. 수성용액을 냉각상태로 유지하면서 신속히 톨루엔추출(6×10ml)을 행하였다. 실질적으로 무색인 혼합톨루엔 추출물을 로토프(rotovap)상에서 용매제거하여 백색결정성 고체인 아세톤 옥심-0-아세트산(149.9g, M.P.75-76℃)을 산출하였다. 수율은 76.3%이었다. 산출물은 13C 및 양자 NMR분석에 의하여 확인되었다.
상기 결정성고체의 일부(100g)를 진한 염산(225g), 증류수(600ml) 및 소량의 히드로퀴논(20ml)과 함께 혼합하였다. 맑은 용액을 질소 기권하에서 감압 증류시켰다.
증류동안 용기온도는 50℃ 이하로 유지하였으며, 증류는 더 이상의 아세톤이 분류되지 않을 때까지 계속하였다.
맑은 수성잔류물을 13C-NMR로 분석한 결과 14.2%의 히드록실아민-0-아세트산 헤미히드로클로라이드를 함유하고 있음이 확인되었다. 수율은 91.4%이었다.
[실시예 9]
500ml 들이 3구 플라스크에 메틸에틸케톡심(100g,1.15몰)과 톨루엔(150ml)의 혼합물을 넣고, 딘-스타크 분리장치, 환류 냉각기 및 온도계를 장치한 후, 질소 기권하에서 수산화나트륨(4.5g,0.11몰)을 첨가하였다. 결과의 혼합물을 자기교반기로 교반하며서 환류가열시켜 2.5ml의 물을 분리 접수하였다.
남은 반응혼합물을 상온으로 냉각시키고 500ml 오토클레이브에 넣은 다음 드라이아이스 조내에서 냉각시켰다.
액체상태의 염화메틸(6g,0.12몰)을 재빨리 오트클레이브에 첨가하고 밀봉하였다. 오토클레이브를 교반하면서 서서히 90℃까지 가열한 후 그 온도로 5시간동안 유지시켰다. 냉각시키면 묽은 슬러리가 산출되는데, 이것은 20% 수성수산화 나트륨(35ml)과 함께 혼합하였다. 상류유기층을 수집하여 수산화나트륨 용액으로 두번 추출하고 로토뱁상에서 증류시켜 톨루엔을 제거하였다. 결과의 무색액체(7.8g)를 질량분석한 결과 메틸에틸케톡심-0-메틸에테르임의 확인되었다.
[실시예 10]
실시예 1예에서와 동일하게, 온도계, 환류냉각기 및 딘-스타크물분리기가 장치된 500ml 3구 플라스크 내에서 메틸에틸 케톡심과 톨루엔 혼합물을 수산화나트륨과 함께 물수집정지시까지 계속 반응시켰다. 반응혼합물을 염화아세트산과 함께 반응시킨 후, 결과의 황색슬러리를 냉각시키고 물(500ml)로 희석시킨 다음 진한 염산으로 pH를 1로 조절하였다. 주로 톨루엔 과량의 메틸에틸 케톡심으로 구성된 상부유기층을 따로 수집하고 저부의 수성층을 톨루엔으로 연속추출(6×100ml)한 후 추출된 유기물을 상기 유기층과 함께 수집하였다.
결과의 수성용액에 진한 염산을 첨가하여 pH를 0.8로 조절한, 조심스럽게 교반 냉각(0-5℃)하였다. 냉각 용액을 염화나트륨으로 포화시키고 다시 톨루엔으로 신속히 연속추출(6×100ml)하였다.
추출물을 혼합한 다음 로토뱁상에서 감압증류하여 메틸에틸케톡심-0-아세트산(20.2g)을 94.4% 함유하는 황색오일을 산출하였다. 수율은 85.3%이었다.
메틸에틸 케톡심-0-아세트산을 진한염산(50g), 증류수(150ml) 및 히드로퀴논(10mg)과 함께 혼합한후, 결과의 혼합물을 질소 기권하에서 감압(50-60mmHg)하여 증류(40-45℃)시켰다. 약 2시간후, 증류물 내에서 더 이상의 메틸에틸케톤이 검출되지 않았다. (분석-기체크로마토그라피)잔류 용액을 냉각회수하였다. (85.4g)이 수성용액을 13C-NMR 분석한 결과 19.8%의 히드록실아민-0-아세트산 헤미히드로클로라이드를 함유하고 확인되었다. 수율은 90.9%이었다.

Claims (7)

  1. (a) 일반식
    Figure kpo00003
    의 옥심화합물을 과량을로 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토 금속 수산호물과 반응시켜 물, 옥심의 알카리금속염 또는 알카리토금속염 및 잔류옥심의 혼합물을 생성하고, (b) 상기 반응혼합물을 공비증류시켜 일부 또는 전부의 물을 제거한 후, (c) 상기 옥심의 알카리 금속. 또는 알카리토 금속염을 일반식 R3X의 화합물과 반응시킴을 특징으로 하는, 일반식
    Figure kpo00004
    의 0-치환 옥심 화합물의 제조공정.
    상기 일반식들에서, X는 할로겐이고, R1과 R2는 각각 수소 또는 저급알킬기이거나, 또는 R1과 R2가 함께 시클로알킬기를 형성하는 것이며, R3는 저급알킬기, 저급알케닐기, 아세트산 또는 벤질기임.
  2. 청구범위 제1항에 있어서, 공비증류관계(b), 물 및 옥심화합물과 함께 증류될때 공비혼합물을 형성하는 비극성 비활성 유기용매 존재하에서 행하여짐을 특징으로하는 0-치환 옥심화합물의 제조공정.
  3. 청구범위 제2항에 있어서, 반응단계(a)가, 물 및 옥심 화합물과 함께 증류될 때 공비혼합물을 형성하는 비극성 비활성 유기용매 존재하에서 행하여짐을 특징으로 하는, 0-치환 옥심 화합물의 제조공정.
  4. 청구범위 제3항에 있어서, 상기 유기 용매가 지방족 또는 지방족고리 탄화수소용매, 방향족 탄화수소 용매 또는 할로겐 화탄호수소 용매로부터 선택됨을 특징으로 하는, 0-치환 옥심 화합물의 제조공정.
  5. 청구범위 제1항에 있어서, 옥심화합물이 알칼리금속 수산화물과 함께 반응하여 해당 옥심의 알카리금속염을 형성함을 특징으로 하는, 0-치환 옥심화합물의 제조공정.
  6. 청구범위 제1항에 있어서, 공정의 반응온도가 20-150℃임을 특징으로 하는, 0-치환 옥심 화합물의 제조공정.
  7. 청구범위 제1항의 공정에 따라서 일반식
    Figure kpo00005
    의 0-치환 옥심 화합물을 생성한 다음, 이 화합물을 가수분해시켜 일반식 H2N-OR3의 0-치환 히드록실아민을 제조는 방법. 상기 식물중 R1, R2및 R3는 청구범위 제1항에서 정의한 바와 같음.
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