KR890004131B1 - 3-하이드록시-5-메틸 이속사졸의 제조방법 - Google Patents
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Description
본 발명은 벼 및 오동나무의 입고병에 사용되는 일반식(1)의 3-하이드록시-5-메틸 이속사졸의 제조방법에 관한 것이다.
이 화합물에 관한 종래의 제조방법에는 아래와 같은 여러 방법이 있다.
미합중국 특허 제 3544584 호, 제 3607880 호에 의하면 테트롤산 에스테르에 하이드록시 아민을 반응시켜 목적물(일반식 Ⅰ)을 얻는다.
이 받법은 테트롤산이 공업용 원료로서는 쉽게 이용할 수 없는 단점이 있다.
일본공개 특허 공보 제 48-81856 호에서는 디케텐을 이용하여 목적물(Ⅰ)을 합성하거나 디케텐의 불안정성 때문에 원료 구입이 어렵다.
그러므로 목적물(Ⅰ)을 제조하는 일반적인 원료로는 β-케토부틸산 에스테르를 사용하며 이 화합물에 하이드록실아민을 반응시켜 목적물을 합성하는 것이 국제특허 WO-84-01774 호에 소개되어 있다.
그러나 이 방법은 목적물(Ⅰ) 이외에도 불순물로 3-메틸-5하이드록시 이속사졸이 다량 얻어지는 단점이 있다.
위와같은 이유로 목적물(Ⅰ)을 제조하고자 할때 β-케토부틸산 에스테르의 케톤기를 보호시킨 후 하이드록실 아민과 반응시키는 방법이 미합중국 특허 제 3860603 호 일본특허공보 제 46-3218 호, Bull.Soc.Chim. 1978-85(1970)등에 소개되어 있다.
본 발명과 관련된 제조방법은 Bull.Soc.Chim. 1978-85(1970)에 기재되어 있으나 이 방법은 장시간의 반응이 요구되고 공정도 3단계로 길고 복잡할뿐 아니라 수율도 낮다.
위 문헌의 예를들어 설명하면 β-케토부틸산 에스테를 p-톨루엔 설폰산 촉매하에서 에틸렌 글리콜과 24-72시간 환류하여 케톤기를 보호하고 이 화합물과 하이드록실아민 염산염을 메탄올 용액과 탄산칼륨을 넣은 반응혼합물에 가하여 상온에서 5일간 방치한다.
이 단계에서 생성된 반응생성물을 이온교환 수지를 이용하여 분리한 다음 다시 메탄올에 녹이고 염산가스를 통과시켜 고려화하여 목적물(Ⅰ)을 46.8%의 낮은 수율로 얻고 있다.
또한 최초의 일본공개특허공보 소화 59-216881에 의하면 β-케토부틸산 에스테르를 하이드록실아민과 -40℃의 저온에서 반응시킴으로써 β-케톤기를 보호하지 않고도 목적물(Ⅰ)을 얻는 것으로 되어 있으나 이 방법은 -40℃의 조건이 공업화 기능성인 측면에서 장치면이나 기능면에서 용이하지 못한 것이다.
따라서 본 발명에서 β-케토부틸산 에스테르에 촉매로 P-톨루엔 설폰산의 3차아민염을 사용하여 에틸렌글리콜과 반응시켜 β-케톤기가 보호된 화합물(Ⅲ)을 고수율로 얻고 다음 단계로 위화합물(Ⅲ)과 하이드록실아민염을 염기성 조건하에서 반응시킬때 상기 일본 공개특허공보 59-216881의 반응온도인 -40℃ 보다 높은 10℃ 전후로 하여 공업화가 용이하게 하였으며 또한 반응후 잔류 비반응 하이드록실아민을 저급케톤류와 반응시켜 마지막 고리화 단계에서 발생되는 부반응을 사전에 억제함으로서 목적물(Ⅰ)을 경제적으로 합성할 수 있다.
더 자세히 설명하면 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 β-케토부틸산 에스테르를 에틸렌 글리콜과 반응시켜 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화하물을 만든다.
이때의 반응 조건으로는 일반식(Ⅴ)로 표시되는 P-톨루엔 설폰산의 3차 아민염을 촉매로 하고 벤젠을 용매로 하여 환류한다.
다음 단계의 반응에서는 일반식(Ⅲ)의 화합물을 물, 저급알콜 또는 물과 저급알콜의 혼합용매에 넣과 염기성 조건하에서 하이드록실아민 염산염과 반응시켜 일반식(Ⅳ)로 표시되는 화합물을 만든 다음 미반응 하이드록실 아민은 케톤과 반응시켜 제기시키고 산을 가하여 고리화 반응을 완결시킨다.
반응용매를 제거한 후 유기용매로 반응물로 추출하고 다시 용매를 날리면 목적물인 일반식(Ⅰ)의 조결정을 얻는다.
이때 사용되는 유기용매는 톨루엔, 벤젠, 클로로포름, 에틸아세테이트, 에테르등이 있다.
이 조결정을 재결정화하면 융점 84-86℃의 순수한 목적물을 68%의 고수율로 얻을 수 있다.
R1=C1-C4의 알킬기
본 발명의 방법을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
벤젠1L에 에틸렌글리콜 75g을 넣고 교반하면서 P-톨루엔설폰산의 피리딘염을 13g가한후 에틸 β-케토부티레이트(II, R1=C2H5)130.4g을 넣고 온도를 올려 5시간 환류하여 반응을 완결시킨다.
감압하에서 과량의 벤젠을 날리고 에테르를 500ml 가한후 탄산수소나트륨 용액 및 물로 세척한 다음 무수황산 나트륨으로 탈수시키고 에테를 증류하면 순수한 에틸 3, 3-에틸렌 디옥소 부티레이트(III, R1=C2H5)169g이 얻어진다.
(수율 97%) 비점은 104-106℃/mHg 이고 G.C. 분석결과 순도는 98.5%이다.
IR 스펙트럼(KBr, cm-1) : 2986, 2890, 1738, 1370, 1242, 1187, 1115, 1048.
NMR스펙트럼(ppm) : 1.15-1.4(3H, 3중선), 1.5(3H,1중선), 2.65(2H, 1중선), 4(4H, 1중선), 4-4.35(2H, 4중선)
[실시예 2]
벤젠 750ml에 에틸렌글리콜 56.5g을 넣고 교반한 다음 -톨루엔설폰산의 트리에틸아민염 12.5g과 에틸 β-케토부티레이트 97.6g을 넣고 온도를 올려 5시간 환류하여 반응을 완결시킨다.
그외는 실시예 1과 같은 과정을 거쳐서 에틸 3, 3-에틸렌디옥소부티레이트(III, R1=C2H5)125g을 얻는다.
(수율 95.5%) 분석결과는 실시예 1과 동일함.
[실시예 3]
물 500에 가성소다 80g을 녹이고 메탄올 500ml 하이드록실 아민염산염 83.5g을 가한 후 15℃ 이하를 유지하면서 교반한다.
여기에 에틸 3, 3-에틸렌디옥소부티레이트 174.2g을 가하고 동온도에서 5시간 교반한다.
다시 아세톤 11.5g을 가혹 교반한 뒤 진한 염산을 가해 반응혼합물을 산성으로 되게한 다음 반응온도를 40-50℃로 올리고 4시간 반응시킨다.
온도를 실온으로 내려서 부생한 소금을 여과한 다음 용매를 날리고 에틸아세테이트로 목적물을 추출한다.
에틸아세테이트를 감압하에서 제거하면 조결정의 목적물 3-하이드록시-5-메틸 이속사졸(Ⅰ)을 84g을 얻는다.
이를 재결정하면 순수한 침상결정인 융점이 84-85℃인 목적물(Ⅰ)을 69.5g을 얻는다. (수율 70.1%) HPLC 분석결과 순도는 98.4%이다.
IR 스펙트럼(KBr, cm-1) : 1250, 1342, 1530, 1633, 2588, 2667, 2817, 3018
NMR스펙트럼(ppm) : 2.3(3H, 1중선), 5.7(1H, 1중선), 10.8(1H, 1중선)
[실시예 4]
실시예 3에서 아세톤 대신 디에틸케논 17.5g을 사용하여 실시예 3과 같은 조건하에서 반응시켰을때 조결정의 3-하이드록시-5-메틸 이속사졸을 82g을 얻고 이를 재결정하면 순수한 결정인 목적물(Ⅰ)을 67.5g을 얻는다. 수율(68.1%) 분석결과는 실시예 3과 같다.
[실시예 5]
실시예 3에서 케톤을 넣지 않고 실시예 3과 같은 조건하에서 반응시켰을때 조결정의 3-하이드록시-5-메틸 이속사졸을 59.5g을 얻고 이를 재결정하면 순수한 결정인 목적물(Ⅰ)을 49.7g을 얻는다. (수율 50.2%) 분석결과는 실시예 3과 같다.
[실시예 6-10]
실시예 3에서 물과 메탄올이 혼합용매 대신 다른 용매를 사용하여 실시예 3의 실험을 하였으며 그 결과는 아래와 같다.
분석결과는 실시예 3과 같다.
Claims (5)
- 일반식(Ⅱ)의 화합물을 촉매 존재하에 에틸렌글리콜과 반응시켜 일반식(Ⅲ)의 화합물을 만들고, 이어서 -10 내지 25℃의 온도 및 염기성 조건하에 하이드록실아민 염산염과 반응시켜 일반식(Ⅳ)의 화합물을 만든 다음, 케톤을 가하고 반응조건을 산성으로 하여 고리화반응시켜 일반식(Ⅰ)의 3-하이드록시-5-메틸 이속사졸을 제조하는 방법.
위에서 R1은 C1-C4알킬기임). - 제 1항에 있어서, 일반식(Ⅲ)의 화합물을 제조할 시 다음 일반식의 화합물을 촉매로 사용하는 방법.
(여기서 X=, (Me)3N, (Et)3N, (Pr)3임).
- 제 1 항에 있어서, 일반식(Ⅳ)의 화합물을 제조할시 용매로서 물, C1-C5 저급알코올 또는 이들의 혼합물을 용매로 사용하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 일반식(Ⅳ)의 혼합물을 진한 염산이나 황산을 사용하여 실온 -70℃의 온도하에 고리화 반응시키는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 케톤은 다음 일반식으로 표시되는 화합물로 사용되는 방법.(여기서 R2, R3는 H 및 C1-C8의 알킬기를 의미).
Priority Applications (1)
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| KR1019860008356A KR890004131B1 (ko) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 3-하이드록시-5-메틸 이속사졸의 제조방법 |
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| KR1019860008356A KR890004131B1 (ko) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 3-하이드록시-5-메틸 이속사졸의 제조방법 |
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| KR880005109A KR880005109A (ko) | 1988-06-28 |
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