KR950008208B1 - 메르캅토벤조에이트의 제조방법 - Google Patents

메르캅토벤조에이트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

메르캅토벤조에이트의 제조방법
다음식의 화합물은
Figure kpo00001
(식중, R은 알킬, R1은 알킬, 알케닐, 아릴 또는 벤질, 그리고 X는 할로겐 또는 니트로 임) 알킬티오 및 알킬술포닐 벤조에이트를 포함하는 구조의 제초제와 같은 살충제의 합성에 있어서 유용한 중간체이다. 이들 중간체는 미합중국 특허 제3,867,433호에 기재된 것과 같이, 알콜용제에서 염기의 존재하에 메르캅탄에 의한 할로겐화 벤조산의 치환을 포함하여 여러 가지 방법으로 생산되며, 메르캅토벤조산의 제조에 사용된다. 이들 방법은 낮은 수율이 특징이고, 3-위에서 강한 전자-친화기에 의하여 치환된 벤조에이트에 한정된다.
알킬 4-니트로-2-치환 벤조에이트는 무기염기 및 극성 비프로톤(polar aprotic)용제 또는 비극성 비프로톤용제 및 상간이동(相間移動) 약제의 존재하에 메르캅탄과 함께 반응된다. 4-위에서의 니트로기는 온화조건하에서 선택적으로 치환되어 알킬 4-알킬티오-2-치환벤조에이트가 고생성된다.
상간이동 촉매와 비극성 비프로톤용제가 사용될 때, 용제는 4-알킬티오 몫의 후속산화단계에 역시 유용하다. 이와 같이 각 긍정간의 용제의 변경이나 중간체의 분리의 필요성이 회피된다. 선택적으로, 중가체 메르캅토벤조에이트의 용액은 소망스럽지 않은 염을 제거하기 위하여 물로 세척될 수 있고, 그 다음 중간체의 분리없이 산화될 수 잇다.
본 발명에 의하면, 다음 식의 화합물은
Figure kpo00002
(식중, R은 알킬 : R1은 알킬, 알케닐, 아릴 또는 밴젤 : 그리고 X는 할로겐 도는 니트로 임) 다음 식의 화합물과
Figure kpo00003
(식중 R 및 X는 상기 정의와 갖음)
식 R1-SH를 갖는 메르캅탄을 (식중 R1은 상기 정의와 같음) (a) 구핵제(球核劑) 첨가에 불활성인 비극성 비프로톤용제 및 가용성 구핵제의 형성을 촉진하고 4-니트로기를 메르캅토기로 치환하는 것을 허용하는 촉매량의 상간이동 촉매 또는 (b) 극성 비프로톤용제내에서 무기염기의 존재하에 반응시켜 제조될 수 있다.
본 발명이 제조방법은 무기염기 및 극성 비프로톤용제나 도는 비극성 비프로톤용제 및 상간이동 촉매의 존재하에서 알킬 4-니트로-2- 치환 벤조에이트의 니트로기의 선택적 치환을 허용하여 알킬 4-알킬-티오-2-치환 벤조에이트를 제조한다. 얻어진 벤조에이트는 출발 니트로벤조에이트를 기초로하여 벤조산의 99.67%까지의 전체 수율로, 종래 방법에 의하여 같은 벤조산으로 변환될 수 있다.
이 반응에서 유용한 메르캅탄은 알킬, 알케닐, 아릴 또는 벤질 메르캅토들로부터 선택될 수 있다. ＂알킬＂이라는 요어는 직쇄 및 측쇄 포화아크릴 히드로카르빌 몫을 포함하고, 일반적으로 탄소원자수 1 내지 8, 바람직한 것은 탄소원자수 1 내지 3의 몫을 포함한다. ＂알케닐＂이라는 용어는 직쇄 및 측쇄 불포화 아크릴 히드로카르빌 몫을 포함하고, 일반적으로 탄소원자수 2 내지 8, 바람직한 것은 탄소원자수 2 내지 3의 몫을 포함한다. ＂아릴＂이라는 용어는 페닐 및 치환된 페닐을 포함한다. 사용될 수 있는 무기염기는 탄산칼륨, 탄산나트륨, 인산 3칼륨 및 인산 3나트륨을 포함한다. 사용될 수 있는 비극성 비프로톤용제는 벤젠, 톨루엔,코실렌과 같은 탄화수소와: 티클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠과 같은 할로겐화 탄화수소와:테트라히드로푸란, 디에틸에테르, 디이소부틸에테르와 같은 에테르 및 기타 비극성 비프로톤용제를 포함한다. 사용될 수 있는 극성 비프로톤용제는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 아세토니트릴, 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 메틸 이소부틸 케톤 및 기타 극성 비프로톤용제르 포함한다. 사용도리 수 있는 상간이동 촉매는 트리스-(3,7-디옥사헵틸)아민(TDA-1), 트리카프릴릴메틸암모늄 클로라이드(Aliquat
Figure kpo00004
), 테트라-저급 알킬치환 암모늄, 포스포늄, 술포눔 및 술폭소늄 할라이드, 크라운에테르 및 크리프테이트를 포함한다.
비극성용제가 사용될 때, 반응은 0° 내지 200℃의 온동에서 진행되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 25° 내지 100℃의 온도에서 , 가장 바람직한 것은 40 내지 60℃이다. 이 반응은 대기압, 대기압 이하, 대가압 이상에서 진행될 수있으며, 바람직한 것은 대기압이다. 상간이동 촉매는 약 0.5 내지 100몰%, 바람직한 것은 약 1.0 내지 20몰%, 가장 바람직한 것은 약 3 내지 10몰%까지 존재할 수있다. 보다 바람직한 염기는 탄산칼륨 및 탄산나트륨이며, 가장 적합하기로는 탄산칼륨이다. 보다 바람직한 비극성용제는 탄화수소 및 할로겐화 탄화수소이고, 더욱 바람직한 것은 할로겐화 탄화수소이며, 가장 바람직한 것은 1,2-디클로로에탄과 같은 염소화탄화수소이다.
극성 비프로톤용제가 사용될 때, 반응은 약 0 내지 160℃가 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 약 20 내지 70℃에서 진행되는 것이다. 반응은 대기압 이하 내지 대기압 이상, 바람직한 것은 대기압에서 진행되는 것이다. 적합한 염기는 인산 3나트륨, 인산3칼륨, 탄산나트륨 및 탄산칼륨이며, 더욱 바람직한 것은 탄산 나트륨 및 탄산칼륨이고, 가장 바람직한 것은 탄산칼륨이다. 적합한 극성 비프로톤용제는 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 메틸 이소부틸 케톤이다.
본 발명에서와 같이 2-단계 반응을 수행할 때, 용제는 각 단계에서 양용이 되어야 한다. 1,2-디클로로 에탄은 본 발명의 선택된 용제이나, 많은 용제들 중에서 단 하나뿐인 적합한 용제이다. 그것은 메르캅토벰조에이트를 형성하는데 유용한 용제이며, 산화반응에서 나트륨 하이포 클로라이트와 같은 산화제와 반응되지 않는다.
본 발명이 제조방법은 다음 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 잇을 것이다. 실시예 1 및 3은 극성 비프로톤용제를 사용하는 메르캅토벤조에이트의 제조방법이다. 실시예 2 는 얻어진 술포닐 벤조산의 분석을 통하여 실시예 1 의 구조를 확인하는 역할을 하고, 또 산화단계에서 실시예 1의 선택된 용제의 사용을 표시하는 역할을 한다. 실시예 1의 생성물은 분리될 필요가 없으나, 실시예 1에서 형성된 염의 제거전 또는 후에 더욱 잘 반응될 수 있다. 필요하면, 산화단계에서 소망용적을 달성하기 위하여 용제는 추가되거나 제거될 수 있다.
본 발명의 제조방법은 다음 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
실시예 1
메틸 2-클로로-4-메틸티오벤조에이트의 제조
드라이아이스응축기 및 개스입력격막이 구비된 목이 여러개인 밑이 둥근 플라스크에 메틸 2-클로로-4-니트로벤조에이트(4.3g, 0.02몰), 40ml의 1,2-디클로로에탄, 3.9g의 탄산칼륨(0.028몰) 및 0.3g(0.001몰)의 TDA-1을 넣었다. 혼합물은 50℃로 가열되었다. 드라이아이스응축기에서 메르캅탄이 환류될 때가지 메틸 메르캅탄이 상면첨가로 주입되었다. 환류 약 20분 후에, 고압액체 크로마토그라피(HPLC)는 92.5%의 생성물이 혼합물에 존재하는 것을 나타냈다.
반응혼합물은 40ml의 물로 처리된 다음 20ml의 1N 염화수소산(HCl)으로 처리되고, 유기상은 감압하에 증발되고, 소망물질의 96.8면적%로 4.3g의 벤조에이트를생성하였고, HPLD에 의하여 확인되었다.
실시예 2
2-클로로-4-메탄술포닐 벤조산의 제조방법
목이 하나인 및이 둥근 플라스크에 4.3g(0.02몰)의 실시예 1에서 제조된 메틸 메틸 2-클로로-4-메틸티오벤조에이트와 60ml의 1,2-디클로로에탄올 넣었다. 나트룸 하이포클로라이트 85g(0.06몰, 5.25% 물속에서)이 적가되고, 발열반응으로 가열되었다. 첨가가 완료 되었을 때, 혼합물은 1,5시간 이상 60℃로 가열된 다음 대기온도에서 하룻밤 교반되었다. 과잉 나트륨 하이포클로라이트는 4.5g(0.075몰)의 중아황산나트륨으로 분해되었다. 6.4g(0.16몰)의 50% 수산화나트퓸(NaOH)이 혼합물에 가해졌고, 다음에 2시간 이상 60℃로 가열되었다. 혼합물은 대기온도로 냉각되었고, 2×12ml의 1,2-디클로에탄(EDC)으로 추출되었다. EDC는 25ml의 물로 추출되었고, 수상의 pH는 50%의 NaOH로 14로 조정되었다 수상은 18% 염산으로 0-1pH로 산성화되어 혼합되었고, 얻어진 고체는 여과되어 187-192℃의 융점을 갖는 3.93g이 생성물이 산출되었다. HPLCDP 의하면 술폰이 91,4%의 공학적 수율로 벤조산의 94.9중량 %가 측정되었다
실시예 3
메틸 2-클로로-4-메틸티오벤조에이트의제조
실시예 1 과 같은 목이 여러개의 밑이 둥근 플라스크에 21.6G(0.1몰)의 메틸 2-클로로-4-니트로벤조에이트, 125ml의 1,2-디클로로에탄, 27.6g(0.2몰)의 탄산칼륨 및 2.0g(0.005몰)의 Aliquat
Figure kpo00005
336을 넣었다. 혼합물은 60℃로 가열되었고 14.4g(0.3몰)의 메틸 메르캅탄이 6분 이상 상면첨가로 주입되었다. 혼합물은 12시간 동안 58℃에서 가열되면서 교반되었다. 그 다음에 온도는 70℃로 증가되었고, 반응은 또다시 7시간 교반되었다. HPLC 의하여 74.2%의 소망생성물을 함유하는 반응혼합물을 나타냈다.
실시예 4 및 5에는 극성 비프로톤용제의 사용에 대하여 기재되어 있다.
실시예 4
에틸 2-니트로-4-메틸티오벤조에이트의 제조
응축기와 개스인입구가 부착된 목이 3인 밑이 둥근 플라스크에, 104g, 0.752몰의 탄산칼륨과 300ml의 아세톤을 넣었다. 혼합물은 교반하면서, 33.8g(0.705몰)의 메틸 메르캅탄이 표면화 첨가로 주입되었고, 다음에 112.8g(0.47몰)의 에틸 2,4-디니트로벤조에이트가 첨가되었다. 혼합물은 감압하에 증발되고, 에틸 아세테이트로 추출되고, 물로 세척된 다음 염수로 세척되고, 황산마그네슘으로 건조되고, 감압하에 건조될 때까지 증발시켜 113.3g(100%의 공학적 수율)의 적색 오일이 생성되었다. 적외선(IR), 핵자기공명(NMR) 및 질랸 스펙트로스코피(MS)에 의하여 소망생성물로소의 구조가 확인되었다.
실시예 5
메틸 2-클로로-4-에틸티오벤조에이트의 제조
밑이 중근플라스크에, 15g(0.07몰)의 메틸 2-클로로-4-니트로벤조에이트, 13.8g(0.1몰)의 탄산칼류, 5.4g(0.09몰)의 에탄티올 및 250ml의 아세통이 혼합되고, 하롯밤 교반되었다. 아세톤은 감압하에 제거되고, 잔사는 디클로로메탄으로 추출되고, 2×150ml의 물로 처리하여 염을 제거하고, 황산마그네슘으로 건조되고, 감압하에 증발시켜 14.6g기름이 생성되었다. 이 단계에서 분석은 수행되지 않았다 이 반응의 생성물은 벤조산의 분석에 의한 증명을 위하여 수산화나트륨과 에탄올과 함께 가수분해에 의하여 벤조산으로 전환되었다. 구조는 IR,NMR 및 MS에 의하여 확인되었다.

Claims (7)

  1. 다음식의 화합물은
    Figure kpo00006
    (식중 R은 알킬 : R1은 알킬 알케닐, 아릴 또는 벤젤 : 그리고 X는 할로겐 또는 니트로 임) 다음 식의 벤조에이트와
    Figure kpo00007
    (식중, R 및 X는 상기 정의와 같음) 식 R1-SH의 메르캅탄을 식중 R1은 상기 정의 와 같음)무기염 및 극성 비프로톤용제 도는 비극성 비프로톤용제 및 상간이도 촉매의 존재하에 반응시켜 이루어지는 상기 화합물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 반응은 비극성 비프로톤용제 및 상간이동 촉매하에서 진행되는상기 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, R 및 R1은 각각 C1-C3알킬이고, X는 염소 또는 니트로인 상기 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 반응은 극성 비프로톤용제내에서 진행되는 상기 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 온도는 약 25℃ 내지 100℃인 상기 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 온도는 약 20℃ 내지 70℃인 상기 제조방법.
  7. 제2항에 있어서, 촉매는 트리스-(3,7-디옥사헵틸)아민 도는 트리카프릴릴메틸암모늄 클로라이드인 상기 제조방법.
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