KR940003493B1 - 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산의 에스테르의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산의 에스테르의 제조방법
본 발명은 2-알킬아크롤레인 옥심과 2-옥소숙신산 에스테르와의 반응에 의해 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산의 에스테르의 제조방법에 관한 것이다.
피리딘-2,3-디카르복실산 유도체, 특히 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산은 뛰어난 제초활성을 갖는 2-(2-이미다졸린-2-일) 니코틴산 화합물의 제조에 유용한 중간체이다. 특히, (R,S)-5-에틸-2-(4-이소프로필-4-메틸-5-옥소-2-이미다졸린-2-일)니코틴산은 경제적으로 가치가 있다는 것이다. 이 화합물의 제법은 예를들면 미국특허 제4,460,776호에 기술되어 있다.
이들 화합물의 중요성 때문에 피리딘-2,3-디카르복실산 유도체를 제조하기 위한 수많은 합성법이 알려져 있다. EP 0,274,379 A2의 가르침에 따르면, 3-할로게노-2-케토숙신산과 α,β-불포화 알데히드 또는 케톤 및 암모니아와의 반응에 의해 얻거나 또는 아미노부텐디카르복실산 에스테르와 α,β-불포화 알데히드 또는 케톤으로부터 얻어진다. 이들 공정은 할로겐-내성 장치의 사용이 요구되고 할로겐 화합물이 폐산물로서 환경을 오염시키게 하는 할로겐 함유 화합물에서 출발하거나 또는 상업적으로 입수할 수 없거나 충분히 입수할 수 없는 물질로부터 출발한다. 따라서 이들의 사용은 제한되어 있다.
EP 0,299,362 A1에 기술된 피리딘-2,3-디카르복실산 유도체의 합성도 또한 아미노부텐디카르복실산 에스테르와 α,β-불포화 카르보닐 화합물의 이용에 기초를 두고 있다. 두 종류 출발물질 모두 순수한 형태로 사용되어야만 한다. 이러한 요건 때문에 증류를 위한 비용이 많이 들어서 공정의 경제성에 의문이 있다.
피리딘 유도체의 제조를 위한 EP 0,308,084 A1호의 방법은 2-알킬아크롤레인 옥심과 반응시키게 될 할로게노프로펜산 유도체 또는 할로게노부텐산으로부터 출발한다. 이러한 합성 경로의 예는 N-페닐 클로로말레이미드와 2-에틸아크롤레인 옥심으로부터 5-에틸피리딘-2,3-디카르복실산을 제조하는 것이다.
N-페닐클로로말레인이미드를 복잡한 여러 반응단계 순서를 거쳐 말레산무수물 만으로부터 얻을 수 있다는 사실 이외에도, 이 공정은 60시간에 이르는 긴 반응 시간을 요구하고 목적 화합물을 중간 정도의 수율로만 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이, 공지 방법들은 공업적으로 수행되는 공정들에 의해 만족되어야만 하는 산업적이고 경제적인 모든 조건들을 충족시키지 못한다. 몇몇 경우에 있어서, 이들 공정은 그의 제법이 복잡하거나, 합성 중에 또는 그밖의 처리중에 환경을 오염시키는 부산물을 생성시키는 출발물질의 사용에 기초를 두고 있으며, 다른 경우에서는, 긴 반응시간이 요구되거나 불충분한 수율로 목적 화합물을 생산한다.
본 발명의 목적은 선행기술의 단점을 제거하고, 공업적인 실시의 요건을 만족시키는 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산의 에스테르의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산의 에스테르의 제조방법에 관한 것이다. 이 방법은 산 촉매의 존재하에 2-옥소숙신산을 2-알킬아크롤레인 옥심과 반응시킴을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공정의 출발물질은 상업적으로 입수할 수 있는 물질이거나 또는 시판되는 기본 화학물질로부터 공지 방법에 의해 쉽게 입수할 수 있는 물질들이다.
옥소숙신산 에스테르(옥살아세트산 에스테르)중에서, 디에틸/옥소숙시네이트가 가장 잘 알려진 화합물이다. 이 화합물은 소듐 알콜레이트의 존재하에 Claisen 축합반응에 의해 디에틸 옥살레이트와 에틸 아세테이트로부터 합성된다. 혼합 에스테르를 비롯한 다른 에스테르류는 옥살산의 대응 에스테르와 아세트산으로부터 동일한 방식으로 입수할 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 따르면 유리 디에스테르를 사용할 수 있다.
그러나, 동량 또는 약간 과량의 산, 바람직하게는 무기산과의 반응에 의해 에놀로 전환되어 동일한 좋은 결과를 낳은, 디에스테르의 에놀형의 알칼리 금속염으로부터 출발할 수도 있다.
2-알킬아크롤레인 옥심은 알데히드와 히드록실아민염으로부터 공지방법으로 얻어진다. 알킬아크롤레인 예를들면 이급 아민 및 카르복실산을 함유하는 촉매계의 존재하에서 지방족 알데히드와 포름알데히드와의 알콜축합반응에 의해 얻어진다. 2-에틸아크롤레인은 예를들면 이러한 방법으로 n-부티르알데히드와 포름알데히드로부터 얻어진다. 본 발명에 따르면, 알킬라디칼이 1 내지 10 탄소원자를 함유하고 직쇄 또는 분지쇄인 알킬아크롤레인 옥심이 사용된다.
본 발명에 따른 방법은 산 촉매의 존재하에, 적합하다면 고온에서 두 반응물을 혼합하므로서 간단한 방법으로 수행할 수 있다. 반응을 불활성 용매에서 수행하는 것은 절대적으로 필요한 것은 아니지만 유리하다. 이러한 반응 변화는 특히 출발물질이 유리 옥소숙신산 디에스테르가 아니고 그들의 알칼리 금속 에놀레이트인 경우 항상 사용된다.
이 경우에, 알칼리 금속 화합물의 용액을 산과 반응시키고 디에스테르를 불활성 용매에 의해 추출시킨다. 이렇게 하여 얻어진 용액을 2-알킬아크롤레인 옥심과 반응시킨다. 적절한 반응용매는 부탄올, 에틸렌 글리콜 같은 알콜류, 에틸 아세테이트 같은 에스테르류, 클로로포름 또는 사염화탄소 같은 할로겐화 탄화수소 및 벤젠, 톨루엔 도는 크실렌 같은 방향족 탄화수소이다. 용액중의 디에스테르 농도는 바람직하게는 용액에 대하여 10~50중량%이다.
반응 혼합물에 촉매를 가하면 반응시간이 단축되며 바람직하지 않은 부반응이 억제된다. 촉매로 제공되는 화합물은 강무기산, 예를들면 황산, 염산, 유기설폰산, 예를들면 메탄폰산, p-톨루엔 설폰산, 유기 카르복실산, 예를들면 아세트산등의 산 화합물이다. 유기 설폰산이 바람직하다. 촉매의 양은 디에스테르 1몰당 0.01~0.2몰 바람직하게는 0.05~0.1몰이다.
2-알킬아크롤레인 옥심은 디에스테르와 동일한 용매에 용해하거나 또는 희석하지 않은 채로 촉매를 함유하는 디에스테르 용액에 나누어 가한다.
반응물은 1 : 1의 몰비율로 사용될 수 있다. 그러나, 두 반응물중 하나를 과량으로 사용하는 것이 권장되며, 디에스테르 대 옥심의 몰비율이 1 : 2~2 : 1인 것이 적절한 것으로 증명되었다.
출발물질의 반응은 고온에서 실시한다. 이것은 선택된 용매 및 촉매에 의해 결정된다. 온도 범위는 통상적으로 50~150℃, 바람직하게는 80~100℃이다. 옥심의 열 불안정성 때문에 더 높은 고온은 피하여야 한다.
4~10시간이 걸려 반응이 완결된 후에는, 반응 온도에 따라, 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산 유도체를 반응 혼합물로부터 분리하여 통상의 방법으로 정제한다. 적절한 방법은 용매에 의한 추출, 증류, 재결정 및 크로마토그래피이다.
본 발명에 따르면, 가격이 저렴하고 용이하게 입수할 수 있는 출발물질로부터 짧은 반응시간 후에 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산 에스테르가 고수율 및 고순도로 얻어진다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 보다 상세히 설명되는데, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
740g의 톨루엔, 250g의 물 및 117g의 염산(32% 강도)을 2리터 둥근바닥 플라스크에 넣고, 209.5g의 디에틸-2-옥소숙시네이트의 소듐염을 5분 이내에 25℃에서 가한다. 25℃에서 1시간동안 반응시킨 후 상분리가 일어난다.
9.36g의 P-톨루엔설폰산을 가한후 유기상(924.3g)을 65℃로 가열하고, 이 온도에서 141.8g의 2-에틸아크롤레인 옥심(90.8% 순도)을 15분이내에 적가한다.
84~90℃에서 7시간동안 반응시킨 후, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 유기상(1056.1g)을 수상으로부터 분리하고 300g씩의 물로 3회 세척한다.
남아있는 유기상(1021.2g)의 용매를 95℃의 욕온에서 아스피레이터의 진공하에 제거한다. GLC분석에 따르면, 잔류물(261.1g)은 43.9%의 디에틸 5-에틸피리딘-2,3-디카르복실레이트를 함유하는데, 이는 사용된 디에틸 2-옥소숙시네이트의 소듐염에 대하여 45.7%의 이론적 수율에 해당된다.
[실시예 2]
740g의 크실렌, 250g의 물 및 117g의 염산(32g 강도)을 2리터 둥근바닥 플라스크에 넣고, 209.5g의 디에틸-2-옥소숙시네이트의 소듐염을 5분 이내에 25℃에서 가한다. 25℃에서 1시간동안 반응시키면 상분리가 일어난다.
9.36g의 P-톨루엔설폰산을 가한후 유기상(922.7g)을 65℃로 가열하고, 이 온도에서 141.8g의 2-에틸아크롤레인 옥심(90.8% 순도)을 15분이내에 적가한다. 90~97℃에서 7시간동안 반응시킨 후에, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 유기상(1058.7g)을 수상으로부터 분리하고 300g씩의 물로 3회 세척한다.
남아있는 유기상(1017.6g)의 용매를 95℃의 욕온에서 아스피레이터의 진공하에 제거한다. GLC분석에 따르면, 잔류물(233.4g)은 45.5%의 디에틸 5-에틸피리딘-2,3-디카르복실레이트를 함유하는데, 이는 사용된 디에틸 2-옥소숙시네이트의 소듐염에 대하여 42.3%의 이론적 수율에 해당된다.
[실시예 3]
740g의 톨루엔, 250g의 물 및 117g의 염산(32% 강도)을 2리터 둥근바닥 플라스크에 넣고, 209.5g의 디에틸-2-옥소숙시네이트의 소듐염을 25℃에서 5분 이내에 가한다. 25℃에서 1시간동안 반응시키면 상분리가 일어난다.
18.7g의 P-톨루엔설폰산을 가한후 유기상(925.2g)을 65℃로 가열하고, 이 온도에서 141.8g의 2-에틸아크롤레인 옥심(90.8% 순도)을 15분이내에 적가한다. 86~91℃에서 7시간동안 반응시킨 후에, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 유기상(1055.4g)을 수상으로부터 분리하고 300g씩의 물로 3회 세척한다.
남아있는 유기상(1014.2g)의 용매를 95℃의 욕온에서 아스피레이터의 진공하에 제거한다. GLC분석에 따르면, 잔류물(245.7g)은 53.2%의 디에틸 5-에틸피리딘-2,3-디카르복실레이트를 함유하는데, 이는 사용된 디에틸 2-옥소숙시네이트의 소듐염에 대하여 52.1%의 이론적 수율에 해당한다.
[실시예 4]
740g의 톨루엔, 250g의 물 및 117g의 염산(32% 강도)을 2리터 둥근바닥 플라스크에 넣고, 209.5g의 디에틸-2-옥소숙시네이트의 소듐염을 25℃에서 5분 이내에 적가한다. 25℃에서 1시간동안 반응시키면 상분리가 일어난다.
9.4g의 P-톨루엔설폰산을 가한후 유기상(924.5g)을 65℃로 가열하고, 이 온도에서 130.9g의 2-에틸아크롤레인 옥심(90.8% 순도)을 15분이내에 적가한다. 84~89℃에서 7시간동안 반응시킨 후에, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 유기상(1053.2g)을 수상으로부터 분리하고 300g씩의 물로 3회 세척한다.
남아있는 유기상(1018.6g)의 용매를 95℃의 욕온에서 아스피레이터의 진공하에 제거한다. GLC분석에 따르면, 잔류물(242.2g)은 44.1%의 디에틸 5-에틸피리딘-2,3-디카르복실레이트를 함유하는데, 이는 사용된 디에틸 2-옥소숙시네이트의 소듐염에 대하여 42.6%의 이론적 수율에 해당된다.
[실시예 5]
740g의 톨루엔, 250g의 물 및 117g의 염산(32% 강도)을 2리터 둥근바닥 플라스크에 넣고, 209.5g의 디에틸-2-옥소숙시네이트의 소듐염을 25℃에서 5분 이내에 가한다. 25℃에서 1시간동안 반응시키면 상분리가 일어난다.
9.4g의 P-톨루엔설폰산을 가한후 유기상(922.3g)을 30℃로 가열하고, 141.8g의 2-에틸아크롤레인 옥심(90.8% 순도)을 동일 온도에서 15분이내에 적가한다. 83~90℃에서 7시간동안 반응시킨 후에, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 유기상(1059.2g)을 수상으로부터 분리하여 300g씩의 물로 3회 세척한다.
남아있는 유기상의 용매는 95℃의 욕온에서 아스피레이터의 진공하에 제거한다. GLC분석에 따르면, 잔류물(253.3g)은 47.2%의 디에틸 5-에틸피리딘-2,3-디카르복실레이트를 함유하는데, 이는 사용된 디에틸 2-옥소숙시네이트의 소듐염에 대하여 47.6%의 이론적 수율에 해당된다.
[실시예 6]
740g의 톨루엔, 250g의 물 및 117g의 염산(32% 강도)을 2리터 둥근바닥 플라스크에 넣고, 209.5g의 디에틸-2-옥소숙시네이트의 소듐염을 25℃에서 5분 이내에 가한다. 25℃에서 1시간동안 반응시키면 상분리가 일어난다.
9.4g의 P-톨루엔설폰산을 가한후 유기상(922.8g)을 85℃로 가열하고, 141.8g의 2-에틸아크롤레인 옥심(90.8% 순도)을 동일 온도에서 15분이내에 적가한다. 84~90℃에서 7시간동안 반응시킨 후에, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 유기상(1062.1g)을 수상으로부터 분리하고 300g씩의 물로 3회 세척한다.
남아있는 유기상(1020.6g)의 용매를 95℃의 욕온에서 아스피레이터의 진공하에 제거한다. GLC분석에 따르면, 잔류물(249.6g)은 44.4%의 디에틸 5-에틸피리딘-2,3-디카르복실레이트를 함유하는데, 이는 사용된 디에틸 2-옥소숙시네이트의 소듐염에 대하여 44.2%의 이론적 수율에 해당된다.

Claims (5)

  1. 산촉매의 존재하에서 2-옥소숙신산 에스테르를 2-알킬아크롤레인 옥심과 반응시킴을 특징으로 하는 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산의 에스테르 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 2-옥소숙신산 에스테르와 2-알킬아크롤레인 옥심과의 반응을 용매의 존재하에 수행함을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사용된 촉매가 유기 설폰산임을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2-옥소숙신산 에스테르와 2-알킬아크롤레인 옥심은 1 : 2~2 : 1의 몰비율로 반응시킴을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응을 50~150℃에서 수행함을 특징으로 하는 제조방법.
KR1019910013466A 1990-08-08 1991-08-03 5-알킬피리딘-2,3-디카르복실산의 에스테르의 제조방법 KR940003493B1 (ko)

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