KR950001678B1 - 개선된 비닐에테르 제조방법 - Google Patents

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Abstract

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Description

개선된 비닐에테르 제조방법
본 발명은 케톤과 또한 히드록시기(OH) 또는 P가 OH기 보호기일 때의 OP기를 갖춘 아릴에스테르를 결합시켜서 비닐 에테르를 제조하는 개선된 방법에 관계한다. 특히 본 발명은 유기용매 특히 에테르속에서 티타늄염 특히 TiCl3이나 TiCl4를 또한 아연 금속 같은 금속형 환원제를 사용하여 아민 특히 트리에틸아민의 존재하에서 실행하는 커플링(결합)반응에 대한 것이다. 수화리튬 알루미늄(LAH), Zn-Cu결합, 또한 TiCl3나TiCl4와 결합하여 케톤 커플링반응에 따라 알킬 및 아릴치환 알켄을 합성하는 Li, K, Zn이나 Mg금속류 같은 각종환원제를 사용하는 것은 공지된 기술이다(McMurry et al., Acc. Chem. Res, 16, 405-411(1983); Dams et al., J. Org. Chem. 47, 248-259(1982); McMurry et al, J. Org. Chem. 43, 3255-3266(1978); Mukaiyama et al, Chem. Lett, 1041-1044(1973); McMurry et al JACS 96,4708-4709(1974); Tyrlik et al, Bull. Soc. Chim. Fr. 6, No. 2147-2148(1973)참조) U.S.특허출원 제887,139호에서는 공지되지 않은 비닐에테르 제조를 위한 환원제로서 수화리튬 알루미늄 사용법을 발표하였다. 이 방법은 제어하기 어려우며 따라서 대규모 반응에서는 다소 위험성이 있다.
비닐에테르는 빛을 발하는 제동성 1,2-디옥스에탄을 제조하는데 이용한다. 이 화합물은 특히 물질검출을 위한 각종 생물학적 분석에서 유용하다.
따라서 본 발명의 목적은 커플링 반응에서 에스테르와 케톤을 사용하여 히드록시기(OH) 또는 P가 보호기인 OP기와 함께 아릴기를 갖춘 비닐에테르를 제조하는 개선된 방법을 제공하는 것이다. 이것과 그외의 다른 목적은 다른 설명에 따라 더욱 명백해진다.
본 발명은 유기용매속에서 다음 구조식(Ⅱ)으로 표현되는 카르보닐 함유 화합물을 역시 다음 구조식(Ⅲ)의 에스테르 화합물과 반응시켜서 아연금속, 티타늄염과 아민염기 존재하에 다음 구조식(I)의 비닐에테르를 제조하는 방법에 대한 것이다 :
여기에서 A와 R은 수동적 유기그룹이고 ArOY는 히드록시기와 또한 P가 보호기일때의 OP중에서 선택된 치환물인 OY로 치환된 아릴 고리를 갖춘 아릴기이다.
따라서 A와 R은 예컨대 알킬, 아릴 또는 다중고리형 알킬 같은 수동 유기그룹이다.
또한 본 발명은 유기용매속에서 다음 구조식(V)으로 표현되는 카르보닐 함유 화합물을 역시 다음 구조식(VI)의 에스테르 화합물과 반응시켜서 아연금속, 티타늄염 또한 아민염기 존재하에 다음 구조식(IV)의 비닐에테르를 제조하는 방법에 대한 것이다 :
여기서 R1은 1내지 20 탄소원자를 함유한 알킬, 아릴 또한 아릴킬이고 때로는 산소, 황, 질소, 인 및 할로겐(원소, 브롬, 요오드)을 함유하며, R2는 아릴, 비아릴 및 치환 혹은 비치환된 융해고리 다중고리형 아릴기중에서 선택된 것이고 또는 R1과 R2는 탄소, 산소 및 질소함유기중에서 선택된 성분으로 함께 결합될 수 있고, R3C-는 6 내지 30탄소원자를 함유한 다중고리형 알킬기중에서 건택하고, OY는 히드록시기와 또한 P가 보호기 일때의 OP기중에서 선택된 치환물이다.
금속형 환원제와 티타늄염에 -25 내지 +25℃ 사이의 온도에서 아민염기가 첨가된 것이 좋다. 아민은 혼합물속의 환원제와 티타늄염에 천천히 첨가하여 발열반응이 무제어적으로 진행되는 것을 방지한다. 케톤과 에스테르를 용매속에 첨가하여 반응이 25℃내지 150℃사이에서 진행되도록 한다. 비닐에테르를 종래의 방법대로 반응혼합물에서 분리한다.
금속형 환원제는 순수한 아연이 바람직하다. 아연은 단독으로 또는 구리 같은 다른 금속과 함께 혼합하여 사용하여 사용할 수 있다. Li, K 또한 Mg같은 다른 순수금속을 사용하기도 한다. 아연만을 사용하는 것이 바람직하다. 금속형 환원제를 미세하게 분쇄한다.
티타늄은 염화물형태가 바람직하다. 3염화티타늄이나 4염화티타늄을 사용할 수 있다.
아민은 트리에틸아민이 바람직하다. 비닐에테르 제조반응을 방해하지 않는 다른 아민산 수용체를 사용할 수 있다. 이러한 아민염기는 공지되어 있다.
바람직한 유기용매는 에테르이다. 가장 바람직한 용매는 테트라히로푸란이다. 예컨대 다른 용매로서 디메톡시에탄이나 디옥산이 있다.
예컨대 바람직한 비닐에테르는 2-아다만티논과 또한 다음 구조식과 같은 에스테르로 만든다
여기서 R은 CH3(Me)CH2CH3, CH2CH2Cl, CH2CH2CH2Cl, (CH)2CH15, CH2Ph 또는 Ph이다.
또다른 바람직한 비닐에테르는 2-아다만타논과 또한 다음 구조식과 같은 3-히드록시벤조에이트 에스테르로 만든다.
여기서 R은 CH3(Me)CH2CH3, CH2CH2Cl, CH2CH2CH2Cl, (CH)2CH15, CH2Ph 또는 Ph이다.
또한 바람직한 비닐에테르는 2-아다남타논과 또한 상응하는 메틸 3-실릴옥시나 3-히드록시벤조에이트로부터 다음 공정에 따라 제조한다.
Y는 H, Si(t-Bu)Me2, Si(t-Bu)Ph2또는 SiPh3이고 Ph는 페닐이고 Bu는 t-부틸이며 Me는 메틸이다. 다른 공지된 보호기도 사용할 수 있다.
다음의 비닐에테르는 이 일반적인 방법에 따라 2-아다만타논과 락톤을 포함한 에스테르로 제조한다.
여기서 Y는 수소 또는 보호기이다.
다음의 비닐에테르는 일반적인 방법에 따라 케톤, 비시클로 [3.3.1] 노난-9-온 및 메틸 3-tert-부틸디메틸실릴옥시 벤조에이트로부터 제조한다.
히드록실 비닐에테르는 케톤과 히드록시에스테르의 직접반응 또는 보호기 P를 공지방법에 따라 제거하여 OY로 OH로 후속전화시키게 될 OY기 함유 에스테르와 케톤의 반응에 따라 제조한다. 구체적으로 다음과 같은 [(3-히드록시페닐) 메톡시메틸렌] 아다만탄(1)같은 히드록실-치환 비닐에테르를 유기합성 기술분야에서 잘알려진 표준 화학공정에 따라 다른 유도체로 전환시킨다. 이런 유도체는 예컨대, 무기 산소산 에스테르나 그들의 염(즉, 인산염, 황산염), 산소-피라노시드(즉, 베타-D-갈락토시드) 또한 아릴이나 알킬카르복실에스테르등이 있다. 비닐 에테르는 그후 다음과 같이 상응하는 효소(인산효소, 황산효소, 베타-D-갈락토시다제, 에스테라제등)에 의해 제동되는 디옥스에탄으로 전환하여 생물학적 분석에서 빛을 발산한다. 디옥스에탄은 또한 화학적으로 제동된다.
따라서 비닐에테르는 증감제, 빛 또한 산소존재하에서 직접 광산화하여 원하는 디옥스에탄을 수득할 수 있다. 별도로(1)에서 보는 바와 같은 히드록시 비닐에테르는 광산화되어 히드록시 치환 디옥스에탄을 제공하고 화학시제로 이것을 후속처리하여 미국특허출원 제887,139호에서 발표된 X-치환 디옥스에탄을 만든다.
다음의 실시예는 비닐에테르 제조를 위한 바람직한 본 발명의 방법을 보여준다.
[(3-히드록시페닐)메톡시메틸렌]아다만타(1). 환류응축기와 기계적 교반기가 구비된 4-목 둥근바닥 플라스크에 아르곤하에서 건조 THF 1.5리터를 담는다. 3염화티타늄(TiCl3, 200g, 1.29몰)을 교반중에 플라스크에 담는다. 15분간 교반한후 분말 아연을(130g, 2.0몰) 부분적으로 첨가하고 플라스크를 열수에 넣어 25분간 가열한다. 반응 플라스크를 다시 얼음-염용기에 넣어 냉각시키고 혼합물 온도를 5 내지 7℃로 유지한다. 트리에틸아민(2.0ml) 조심스럽게 현탁물에 첨가한다(반응은 철저한 벌열반응) 5분 내지 10분에 반응이 개시된다. 반응이 진정된 후 트리에틸아민(200ml)을 첨가하고 혼합물은 3시간동안 환류 가열한다. 이시기가 지나면 400ml 건조 THF 혹은 메틸 3-히드록시벤조에이트(100g, 0.66몰 )와 2-아다만타논(60.0g 0.40몰) 용액을 환류혼합물에 5시간동안 점적 첨가한다. 반응 혼합물은 실온에서 냉각시키고 헥산으로 희석하고(4리터) 계속교반한다. 현탁 고형물은 가라 앉히고 유기층을 제거한다.
흑색 고형물을 디메틸에테르(2ℓ)로 다시 1ℓ의 물로 세척하여 유기층을 제거한다. 수성층은 2×2리터의 에테르로 2회 세척한다.
혼합된 에테르층은 중력여과하여 나온 결과용액을 무수 황산마그네슘에 통과시켜 건조한다. 감압하에서 용매를 증발시키고 25% 에틸 아세테이트/헥산이 들어있는 실리카겔상에서 크로마토그래피 분석하면 55.0g의 화합물(1)이 백색결정 형태로 수득된다 :
정량 :
계산치 : 270.1619.
실측치 : 270.1616
C18H22O의 분석
계산치 : C ; 80.00, H ; 8.15
실측치 : C ; 79.85, H ; 8.34
이 방법은 TiCl4와 Zn을 사용하여 실행한 것이며 비교가능한 양의 알겐(1)을 제공한다.
[실시예 2]
[(3-tert-부틸디메틸실릴옥시페닐)메톡시-메틸렌]아다만탄(2).
환류 응축기가 기계적 교반기가 구비된 4-목 둥근바닥 플라스크에 아르곤하에서 건조 THF 1.5리터를 담는다. 3염화티타늄(TiCl3, 200g, 1.29몰)을 교반중에 플라스크에 담는다. 15분간 교반한 후 분말 아연을 (130g, 2.0몰) 부분적으로 첨가하고 플라스크를 열수에 넣어 25분간 가열한다. 반응 플라스크를 다시 얼음-염용기에 넣어 냉각시키고 혼합물 온도를 5 내지 7℃로 유지한다. 트리에틸아민(2.0ml)을 조심스럽게 현탁물에 첨가한다(반응은 철저한 발연반응) 5분 내지 10분에 반응이 개시된다. 반응이 진정된 후 트리에틸아민(200ml)을 첨가하고 혼합물은 3시간동안 환류 가열한다. 이 시기가 지나면 400ml 건조 THF 속의 메틸 3-tert-부틸디메틸실옥시벤조 에이트(100g, 0.37몰)와 2-아다만타논(85.0g, 0.67몰) 용액을 환류혼합물에 5시간동안 점적 첨가한다. 반응혼합물은 실온으로 냉각시키고 헥산으로 희석하고 (4리터) 계속 교반한다. 현탁고형물은 가라 앉히고 유기층을 제거한다. 흑색 고형물을 디에틸에테르(2ℓ)을 흑색물질에 넣고 다시 1리터의 물을 넣은 후 유기층을 제거한다. 수성층은 1.5리터의 헥산으로 2회 세척한다. 혼합된 헥산 및 에테르층은 중력여과하여 나온 결과용액을 무수 황산마그네슘에 통과시켜 건조한다. 감압하에서 용매를 증발시키고 5% 에틸아세테이트/헥산이 들어있는 실리카겔상에서 크로마토그래피 분석하면 117g(81% 수득률)의 화합물(1)이 투명오일형태로 수득된다.
이 방법은 TiCl4와 Zn을 사용하여 실행하며 비교가능한 양의 알켄(2)을 제공한다. 알켄(2)의1H와13C NMR 스펙트럼은 아연 대신 수화 리튬 알루미늄을 활용하는 미국특허출원 제887,139호(1986년 7월 17일)의 방법으로 제조한 것과 동일한 결과를 보여 준다.
앞서의 설명은 본 발명을 구체적으로 보여주는 것이며 본 발명은 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (17)

  1. 유기용매속에서 다음 구조식(II)으로 표현되는 카르보닐 함유 화합물을 역시 다음 구조식(III)의 에스테르 화합물과 반응시켜서 아연금속, 티타늄염과 아민염기 존재하에 다음 구조식(I)의 화합물을 제조하는 방법.
    여기에서 A와 R은 수동적 유기그룹이고 ArOY는 히드록시기와 또한 P가 보호기일때의 OP중에서 선택된 치환물인 OY로 치환된 아릴 고리를 갖춘 아릴기이다.
  2. 제1항에 있어서, 금속형 환원제는 아연인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 티타늄염은 3염화티타늄과 4염화티타늄중에서 선택하는 것으로된 방법.
  4. 제3항에 있어서, 아민염기는 트리에틸아민이고 유기용매는 테트라히드로퓨라인것으로된 방법.
  5. 제1항에 있어서 OY를 트리알킬실리옥시, 디알킬아릴실리옥시, 디아릴알킬실리옥시와 트리아릴실리옥시 중에서 선택하여된 방법.
  6. 제1항에 있어서, OY가 히드록실기인 것으로된 방법.
  7. 유기 용매속에서 다음 구조식(V)으로 표현되는 카르보닐 함유 화합물을 역시 다음 구조식(VI)의 에스테르 화합물과 반응시켜서 금속형 환원제, 티타늄금속염 또한 아민염기 존재하에 다음 구조식(IV)의 비닐 에테르 제조방법.
    여기서 R1은 1 내지 20 탄소원자를 함유한 알킬, 아릴 또한 아릴킬이고 때로는 산소, 황, 질소, 인 및 할로겐을 함유하면, R2는 아릴, 비아릴 및 치환 혹은 비치환된 융해고리 다중고리형 아릴기중에서 선택된 것이고 또한 R1과 R2는 탄소, 산소 및 질소함유기중에서 선택된 성분으로 함께 결합될 수 있고, R3C-는 6 내지 30 탄소원자를 함유한 다중고리형 알킬기중에서 선택하고, OY는 히드록시기와 또한 P가 보호기 일때의 PO기중에서 선택된 치환물이다.
  8. 제7항에 있어서, 금속형 환원제는 아연인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 티타늄염을 3염화티타늄과 4염화티타늄중에서 선택하는 것으로된 방법.
  10. 제9항에 있어서, 아민염기는 트리에틸아민과 유기용매는 테트라히드로퓨란인 것으로 된 방법.
  11. 제7항에 있어서, OY를 트리알킬실리옥시, 디알킬아릴실리옥시, 디아릴알킬실리옥시와 트리아릴실리옥시중에서 선택하여된 방법.
  12. 제7항에 있어서, OY는 히드록실기인 것으로된 방법.
  13. 제7항에 있어서, 비닐에테르속의 Y가 OX기를 제공하는 또 다른기로 대체되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제7항에 있어서, OX기를 무기 산소산염, 인산염, 산소-피라노시드, 아릴 및 알킬 카르복실 에스테르중에서 선택하여된 방법.
  15. 제1항에 있어서, 카르보닐 함유 화합물과 에스테르 화합물의 반응에 앞서서 금속형 환원제와 티타늄염 혼합물에 아민을 서서히 첨가하는 것으로된 방법.
  16. 제15항에 있어서, 티타늄염이 염화물인 것으로된 방법.
  17. 제16항에 있어서, 금속형 환원제는 미세하게 분쇄한 것인 방법.
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