KR960014351B1 - Processes for preparation of 2.2.6.6. -tetramethyl-4-ox0- piperidine - Google Patents

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Abstract

The 2.2.6.6.-tetramethyl-4-oxopiperidine such as formula (II) is prepared by (a) reacting acetone with ammonia in presence of catalysts expressed as R1COOH-NH4, where R1 is C1-C2 aliphatic or aromatic compound, hydrogen, methyl, ethyl or phenyl or NH4-X1, where X1 is fluorine, chlorine, bromine or iodine, to convert acetonine expressed as the structural formula (II), (b) reacting the product solution containing acetonine at 50-70 deg.C for 5-6 hrs. in presence of catalysts expressed as M-X2, where M is sodium, potassium or lithium and X2 is fluorine, chlorine, bromine or iodine, (c) maintaining the product solution to less than 25 deg.C and adding 5-30 vol% peroxide expressed as R2-O-O-R3, where R2 and R3 are C1-C6 alkyl group, cyclohexyl, cycloalkyl, etc., respectively to the product solution.

Description

2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘의 제조방법Method for preparing 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine

본 발명은 아세톤과 암모니아를 다음 일반식(III) 도는 일반식(IV)의 유기 또는 무기암모늄염을 촉매로 사용하여 축합반응 시킴으로서 다음 구조식(I)이 2,2,4,6,6-펜타메틸-2,3,4,5-테트라하이드로피리미딘(아세토닌)을 제조하고, 상기구조식(I)의 화합물을 유기용제하에서 가수분해 반응 시킴으로서 다음 제조하는 방법에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는 아세톤과 암모니아를 유기 도는 무기 암모늄염을 촉매로 빠른 시간내에 높은 수율로 구조식(I)의 화합물을 제조하고, 제조된 구조식(I)의 화합물을 분리공정 없이 아세톤을 추가로 투입한뒤, 일반식(V)의 조촉매를 이용하여 가수분해반응을 시킴으로서 구조식(II)의 화합물을 제조함에 있어서, 반응중에 생성되는 반응부생물에 일반식(VI)의 과산화물을 투입, 반응을 진생시킴으로서 반응부생물을 최종생성물인 구조식(II)로 표시되는 화합물로 변환시켜 구조식(II)화합물의 생성율 및 회수율을 높이는 것을 특징으로 하는 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘의 제조방법에 관한 것이다.In the present invention, acetone and ammonia are condensed using an organic or inorganic ammonium salt of the following general formula (III) or general formula (IV) as a catalyst so that the following structural formula (I) is 2,2,4,6,6-pentamethyl -2,3,4,5-tetrahydropyrimidine (acetonin), and the method of the following preparation by the hydrolysis reaction of the compound of formula (I) in an organic solvent. More specifically, a compound of the structural formula (I) is prepared in a high yield within a short time by using an inorganic ammonium salt organic or acetone and ammonia as a catalyst, and additionally, acetone is added to the prepared compound of the structural formula (I) without a separation process. In the preparation of the compound of formula (II) by carrying out the hydrolysis reaction using a promoter of formula (V), by adding a peroxide of formula (VI) to the reaction by-products generated during the reaction 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperi, characterized in that the reaction by-products are converted into compounds represented by the structural formula (II) to increase the production and recovery of the structural formula (II) compounds. It relates to a process for preparing a dean.

상기 식에서 R1은 1~6개이 탄소원자를 갖는 지방족 또는 방향족 화합물이거나 또는 수소, 메틸, 에틸, 페닐이며 바람직하게는 수소, 메틸이다.Wherein R 1 is an aliphatic or aromatic compound having 1 to 6 carbon atoms or is hydrogen, methyl, ethyl, phenyl, preferably hydrogen, methyl.

상기 식에서, X1은 불소, 염소, 브롬, 요오드로, 바람직하게는 염소 또는 브롬이다.Wherein X 1 is fluorine, chlorine, bromine, iodine, preferably chlorine or bromine.

상기 식에서 M은 소디움, 칼륨, 리튬이고 바람직하게는 소디움, 칼륨이며, X2는 불소, 염소, 브롬, 요오드로서 바람직하게는 브롬, 요오드이다.Wherein M is sodium, potassium, lithium, preferably sodium, potassium, and X 2 is fluorine, chlorine, bromine, iodine, preferably bromine, iodine.

여기에서 R2및 R3는 t로 독립적으로 C1~C6의 알킬기이거나, 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, t-부틸, s-부틸, t-아밀과 같은 알킬이거나 또는 시클로헥실, l-메틸시클로헥실, l-메톡시 시클로헥실 등의 시클로알킬이며 구체적으로는 수소, 메틸, 에틸, 프로필, t-부틸, t-아밀, 시클로헥실, l-메틸시클로헥실이고, 바람직하게는 수소, 메틸, 프로필, t-부틸, 시클로헥실이다.Wherein R 2 and R 3 are independently an alkyl group of C 1 to C 6 as t, hydrogen, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, t-butyl, s-butyl, t-amyl or alkyl such as cyclohexyl , cycloalkyl such as l-methylcyclohexyl, l-methoxy cyclohexyl, and specifically hydrogen, methyl, ethyl, propyl, t-butyl, t-amyl, cyclohexyl, l-methylcyclohexyl, preferably Hydrogen, methyl, propyl, t-butyl, cyclohexyl.

구조식(II)의 화합물은 이미 공지된 플라스틱 첨가용 광안정제의 중간물질로서 이후, 수소화 반응을 거치면서 케토에서 알콜형태로 바뀐 뒤, 다시 여러가지 에스터와 에스터 교환반응으로 광안정제를 합성하는데 사용되는 전구물질이다.The compound of formula (II) is an intermediate of the known light stabilizer for plastic addition, which is then used to synthesize the light stabilizer by converting it from keto to alcohol form through hydrogenation, and then by various ester and ester exchange reactions. It is a substance.

종래기술들을 살펴보면 염화칼슘 또는 염화아연 등을 이용하여 아세톤과 암모니아를 축합반응시켜〔H. K. Hall; J.A.C.S., 79, 5444(1975)〕, 포론(phorone)과 암모니아를 축합반응시켜〔W. Heintz; ann. Chemine. 203, 336(1880)〕2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘을 제조하는 방법들이 발표되었으나 이들 방법들은 상당량의 부산물생성으로 수율이 저조하고, 또한 부산물의 처리가 매우 어렵다는 문제점들이 있다.Looking at the prior art by condensation of acetone and ammonia using calcium chloride or zinc chloride [H. K. Hall; J.A.C.S., 79, 5444 (1975)], by condensation of phorone and ammonia [W. Heintz; ann. Chemine. 203, 336 (1880)] 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine have been published, but these methods have a low yield by producing a large amount of by-products, There are problems that are very difficult.

아세톤과 암모니아를 반응시켜 2,2,6,6,-테트라메틸-4-옥소피페리딘을 제조하는 방법에서는 다양한 종류의 부산물 생성이 수반된다.The production of 2,2,6,6, -tetramethyl-4-oxopiperidine by the reaction of acetone with ammonia involves the production of various by-products.

즉, 아세톤의 축합반응에 의한 디아세톤 알콜, 디아세톤 알콜의 디하이드레이션(Dehydration)에 의한 매시틸옥사이드(Mesityl oxide), 암모니아의 부가에 의한 디아세톤아민 등의 부산물이 다량으로 생성되므로 이들 부산물의 생성율을 낮추고 2,2,6,6,-테트라메틸-4-옥소피페리딘의 회수율을 높여주는 것이 이 분야에 있어서 해결되어야 하는 주요과제이다.That is, by-products such as diacetone alcohol by acetone condensation reaction, mesityl oxide by dehydration of diacetone alcohol, and diacetoneamine by addition of ammonia are produced in a large amount. Lowering the yield of and increasing the recovery of 2,2,6,6, -tetramethyl-4-oxopiperidine is a major challenge in this area.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 많은 연구가 수행되어 왔는데 예를 들면, 미합중국 특허 제3,959,298호, 제3,960,875호, 제3,963,730호, 한국특허공보 제78-745호, 영국특허 제1,461,701호, 영국특허 제1,461,702호이다.Many studies have been conducted to solve these problems. For example, United States Patent Nos. 3,959,298, 3,960,875, 3,963,730, Korean Patent Publication Nos. 78-745, British Patent No. 1,461,701, and British Patent No. 1,461,702. to be.

이들은 이전 기술들이 갖고 있던 문제점들을 보완하는 새로운 기술들로 나름대로의 장점들은 있으나 아직 충분치는 않다.These are new technologies that complement the problems of previous technologies, but have their advantages, but not enough.

미합중국특허 제3,963,730호는 반응출발 물질을 아세톤과 암모니아가 아닌 2,2,4,4,6-펜타메닐-2,3,4,5-테트라하이드로 피리미딘(이하 아세토닌이라 명명)을 사용하여, 기존의 촉매를 암모늄염으로 대체하여 반응을 진행시킨 뒤, 얻어진 반응혼합액을 용매추출, 수분제거 및 분별증류함으로써 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘을 91.1%의 수율로 얻었다고 발표하였다.U.S. Patent No. 3,963,730 uses reaction starting materials using 2,2,4,4,6-pentamenyl-2,3,4,5-tetrahydro pyrimidine (hereinafter referred to as acetonin) rather than acetone and ammonia. 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine was added to 91.1% by replacing the existing catalyst with ammonium salt to proceed with the reaction, and then extracting the solvent, removing water, and distilling the obtained reaction mixture. Announced yield.

그러나, 이와 같은 공정으로 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘을 제조할 경우, 아세토닌으로부터 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘을 제조키 위한 가수분해과정이 보통 10시간을 초과하므로 인하여 단위 시간당 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘의 회수율이 저하되고, 또한 장시간 반응으로 인하여 반응혼합물의 착색이 발생되므로 후처리과정 중색제거가 용이치 않고 분리해낸 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘 또한 심하게 변색되므로 차후 반응에 큰 영향을 미치게 된다.However, when 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine is prepared by this process, 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine from acetonin The recovery rate of 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine per unit time is lowered because the hydrolysis process for producing the reaction usually exceeds 10 hours, and the reaction mixture is colored due to the long time reaction. As a result, the 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine, which is not easily removed after the post-treatment process, is severely discolored, which greatly affects the reaction.

그리고 원료사용측면을 보면, 반응 원료물질인 아세톤이 아세토닌 대비 200mole% 이상 과량으로 첨가되는데 이 량은 초기 아세토닌을 제조하기 위한 아세톤대비 2배 이상의 과량이어서 경제적으로 매우 불리한 방법이다.In terms of raw material use, acetone, which is a reaction raw material, is added in excess of 200 mole% compared to acetonin, which is an economically disadvantageous method because it is more than twice as large as acetone for preparing initial acetonin.

또한 대한민국특허공보 78-754호 및 영국특허 제1,461,702호, 미합중국특허 제3,960,875호는 아세토닌을 출발물질로 하여 반응촉매로 4불소화 보론을 이용, 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘을 제조하였는데, 이 경우에 있어서도 추가로 투입되는 반응물 아세톤이 150mole%이상 과량이고 반응시간도 12시간 이상 장시간을 요하는 공정이며, 미합중국특허 제3,959,298호의 경우 아세토닌에 p-톨루엔 설폰산(sulfonic acid)을 부가시켜 아세토닌과 p-톨루엔 설폰산과의 염을 제조한 뒤 여기에 물을 첨가하여 가수분해 하므로서 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘을 제조하는 과정인데, 이럴 경우 p-톨루엔 설폰산이 아세토닌에 대하여 동량 또는 그 이상으로 사용되므로 추가의 경제적 비용이 증가되고 또한 이전열거했던 기술들과 동일하게 추가 아세톤이 150mole% 이상으로 과량 사용하고 있는 문제점이 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 78-754, British Patent No. 1,461,702, and US Patent No. 3,960,875 use boron tetrafluoride as a reaction catalyst with acetonine as a starting material, 2,2,6,6-tetramethyl-4- Oxo-piperidine was prepared. In this case, an additional amount of reactant acetone is 150 mole% or more and the reaction time also requires a long time of 12 hours or more. In the case of US Pat. No. 3,959,298, p-toluene is added to acetonin. 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine was prepared by adding sulfonic acid to prepare a salt of acetonin and p-toluene sulfonic acid, and then hydrolyzing by adding water thereto. In this case, since p-toluene sulfonic acid is used in the same amount or more with respect to acetonin, the additional economic cost is increased, and the additional acetone is 150 mole% or more, similar to the techniques mentioned previously. There is a problem using the quantity.

그리고 일본공개특허공보 소 62-174049호는 아세토닌에 과산화수소수를 첨가하여 10~20℃에서 1시간 동안 교반한 뒤 50℃로 승온하여 2.5시간동안 반응시킬 경우 반응물의 변식이 거의 없고, 반응시간 단축 효과가 있다고 주장하였다가 본 발명자들은 이와 동일하게 반응을 수행한 결과 문제시되는 부생성물이 함량이 전체 반응액의 70%에 이르는 아주 안좋은 결과가 나타남을 발견하였다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 62-174049 has almost no modification of the reactants when the hydrogen peroxide solution is added to acetonin, stirred at 10-20 ° C. for 1 hour, and then heated to 50 ° C. for 2.5 hours. After claiming that there was a shortening effect, the present inventors found that the resultant reaction was carried out in the same manner, and the result was a very bad result in which the amount of the by-product in question reached 70% of the total reaction solution.

따라서 본 발명에서는 상기식 문제점들을 해결할 수 있도록 아세톤과 암모니아를 이용하여 구조식(II)의 화합물을 제조할 때, 구조식(II) 화합물의 중간물질인 구조식(I)의 화합물을 반응도중 분리하지 않고 계속 반응을 진행시켜 반응시간을 단축하므로서 반응물의 변색이 지연되고 중간단계에서 아세톤의 과다사용을 지양하여 경제손실을 줄이며, 반응의 마지막단계에서 과산화물을 반응 혼합물에 첨가, 저온에서 교반하여 주므로서 최종 생성물인 구조식(II) 화합물의 전환율 및 수득율을 현저히 향상시킬 수 있는 공업적으로 유리한 구조식(II)화합물의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in the present invention, when preparing a compound of formula (II) using acetone and ammonia to solve the above problems, the compound of formula (I), which is an intermediate of the compound of formula (II), continues without separation during the reaction Discoloration of the reactants is delayed by reducing the reaction time by advancing the reaction, avoiding excessive use of acetone in the middle stage, and reducing the economic loss, and adding the peroxide to the reaction mixture at the end of the reaction and stirring at low temperature It is an object of the present invention to provide a process for producing an industrially advantageous compound of formula (II), which can significantly improve the conversion and yield of phosphorus (II) compounds.

본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위하여 광범위한 연구를 수행한 결과, 유기 과산화물이 반응중 생성되는 부생성물들을 최종반응 생성물인 구조식(II)의 화합물로 변환시키는 능력이 뛰어나 구조식(II) 화합물의 전환율이 상승되고, 과산화물 처리후 수산화나트륨 수용액 및 알칸계열의 유기용제를 이용하여 정제하므로서 높은 회수율로 구조식(II)의 화합물을 어들 수 있다는 점을 발견하였고, 본 발명은 이러한 발견에 기초하여 완성되었다.The present inventors conducted extensive research in order to achieve the above object, and as a result, the conversion rate of the compound of formula (II) is excellent due to the excellent ability to convert the by-products generated during the reaction into the compound of formula (II) as the final reaction product. It was found that after the peroxide treatment, the compound of formula (II) was recovered with high recovery by purifying with an aqueous sodium hydroxide solution and an alkane series organic solvent, and the present invention was completed based on this finding.

본 발명은 암모니아 아세톤을 유기 또는 암모늄염을 촉매로 빠른 시간내에 높은 수율로 구조식(I)의 화합물을 제조하고, 제조된 구조식(I)의 화합물을 고체로 분리함 없이 아세톤을 추가로 투입한 뒤, 일반식(V)의 조촉매를 이용하여 가수분해 반응을 시키므로서 구조식(II)의 화하물을 제조함에 있어서, 반응중 반응혼합물에 일반식(VI)과 같은 과산화물을 첨가, 교반해 주므로서 최종생성물인 구조식(II) 화합물의 생성율 및 회수율을 높이는 것을 특징으로 하는 2,2,6,6,-테트라메틸-4-옥소-피페리딘의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is to prepare a compound of formula (I) in a high yield in a short time with ammonia acetone as an organic or ammonium salt catalyst, and further added acetone without separating the compound of formula (I) as a solid, In preparing the compound of formula (II) by performing a hydrolysis reaction using a promoter of formula (V), the peroxide same as the formula (VI) is added and stirred to the reaction mixture during the reaction. It relates to a method for producing 2,2,6,6, -tetramethyl-4-oxo-piperidine characterized by increasing the production rate and recovery rate of the compound of formula (II) as a product.

[화학식 1][Formula 1]

[화학식 2][Formula 2]

[화학식 3][Formula 3]

여기에서 R1은 1~6개의 탄소원자를 갖는 지방족 도는 방향족 화합물이거나 또는 수소, 메틸, 에틸 페닐이며 바람직하게는 수소, 메틸이다.R 1 here is an aliphatic having 1 to 6 carbon atoms is an aromatic compound or is hydrogen, methyl, ethyl phenyl, preferably hydrogen, methyl.

[화학식 4][Formula 4]

NH4-X1(IV)NH 4 -X 1 (IV)

여기에서, X1은 불소, 염소, 브롬, 요오드로, 바람직하게는 염소 또는 브롬이다.Wherein X 1 is fluorine, chlorine, bromine, iodine, preferably chlorine or bromine.

[화학식 5][Formula 5]

M-X2(V)MX 2 (V)

여기에서 M은 소디움, 칼륨, 리튬이고 바람직하게는 소디움, 칼륨이며, X2는 불소, 염소, 브롬, 요오드로서 바람직하게는 브롬, 요오드이다.Wherein M is sodium, potassium, lithium, preferably sodium, potassium, and X 2 is fluorine, chlorine, bromine, iodine, preferably bromine, iodine.

[화학식 6][Formula 6]

R2-O-O-R3(VI)R 2 -OOR 3 (VI)

여기에서 R2및 R3는 서로 독립적으로 C1~C6의 알킬기이거나, 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, t-부틸, s-부틸, t-아밀과 같은 알킬이거나 또는 시클로헥실, l-메틸시클로헥실, l-메톡시 시클로헥실 등의 시클로알킬이며 구체적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, t-부틸, t-아밀, 시클로헥실, l-메틸시클로헥실이고, 바람직하게는 수소, 메틸, 프로필, t-부틸, 시클로헥실이다.Wherein R 2 and R 3 are independently of each other an alkyl group of C 1 to C 6 , hydrogen, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, t-butyl, s-butyl, t-amyl, or cyclohexyl, cycloalkyl such as l-methylcyclohexyl, l-methoxy cyclohexyl and the like, specifically hydrogen, methyl, ethyl, propyl, t-butyl, t-amyl, cyclohexyl, l-methylcyclohexyl, preferably hydrogen, Methyl, propyl, t-butyl, cyclohexyl.

이하, 본 발명의 제조방법을 좀더 상술하고자 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described in more detail.

본 발명은 아세톤과 암모니아를 유기 또는 무기 암모늄염을 이용하여 구조식(I)의 화합물을 제조한 뒤, 구조식(I)의 화합물로부터 구조식(II)의 화합물을 제조할 때, 구조식(I) 화합물에 대한 구조식(II) 화합물의 생성율을 높이면서 전체 반응시간을 상당히 줄일 수 있고, 반응중에 생성되는 부생성물을 다시 구조식(II)의 화합물로 전환시켜 전체 회수율을 높이고, 촉매 제거과정과 생성물 회수과정을 동시에 수행할 수 있어서, 시간 및 제조비용측면에서 매우 경제적이다.The present invention relates to a compound of formula (I) when acetone and ammonia are prepared using a organic or inorganic ammonium salt to prepare a compound of formula (I), and then a compound of formula (II) is prepared from the compound of formula (I). The overall reaction time can be considerably reduced while increasing the production rate of the compound of formula (II), and the by-products generated during the reaction are converted back to the compound of the formula (II) to increase the overall recovery rate, and the catalyst removal process and the product recovery process are performed simultaneously. It is very economical in terms of time and manufacturing cost.

좀더 구체적으로 본 발명의 방법을 상술하면 암모늄염이 분산되어 있는 아세톤 용액에 무수의 암모니아 기체를 불어 넣으면서 반응을 시키는데 이때의 온도 및 압력은 반응물로 사용되는 암모니아 기체가 아세톤 용액에 포화될 수 있게 -20~30℃ 및 760~1520mmHg를 유지하며 바람직하게는 -10~20℃ 및 760~1140mmHg이다.More specifically, the method of the present invention will be described in the reaction by blowing anhydrous ammonia gas into the acetone solution in which the ammonium salt is dispersed, the temperature and pressure is -20 so that the ammonia gas used as a reactant can be saturated in the acetone solution Maintain ˜30 ° C. and 760 to 1520 mm Hg, preferably −10 to 20 ° C. and 760 to 1140 mm Hg.

그리고 사용된 암모늄염은 반응시간 단축 및 과다사용 지양을 위하여 0.2몰%에서 20몰%를 사용하는데 바람직하게는 1몰%에서 15몰%이며, 최적량은 2.5몰%에서 10몰%이다.The ammonium salt used is 0.2 mol% to 20 mol% for shortening the reaction time and avoiding overuse, preferably 1 mol% to 15 mol%, and the optimum amount is 2.5 mol% to 10 mol%.

암모니아가 기체 반응액에 녹아들어감에 따라 반응액 전체의 온도가 상승되므로 얼음중탕을 이용하여 반응액의 온도가 20℃ 이상이 되지 않도록 조절해야 하는데, 반응액의 온도가 20℃를 넘게되면 부생물의 생성이 증가되어 이후 반응에 영향을 미치므로 반응액 온도조절에 특히 주의해야 한다.As ammonia is dissolved in the gas reaction solution, the temperature of the whole reaction solution increases, so the temperature of the reaction solution should be controlled so that the temperature of the reaction solution does not exceed 20 ° C using an ice bath. Particular attention should be paid to reaction temperature control as the formation of s increases and affects subsequent reactions.

반응의 진척도는 개스크로마토그래피로 파악하며, 보통 90분에서 150분 정도가 소요된다.The progress of the reaction is determined by gas chromatography and usually takes 90 to 150 minutes.

이렇게 해서 얻어진 반응혼합물에 일반식(V)의 조촉매를 초기 아세톤사용량 대비 0.01몰%에서 5몰% 바람직하게는 0.05몰%에서 2.5몰%를 투입하는데, 투입량이 0.05몰% 이하일 경우 반응의 진행속도가 현저히 감소되고, 2.5몰% 이상 투입될 경우는 반응액의 변색이 심하게 일어날 수 있다.In the reaction mixture thus obtained, a promoter of the general formula (V) is added in an amount of 0.01 mol% to 5 mol%, preferably 0.05 mol% to 2.5 mol%, based on the initial acetone consumption. If the rate is significantly reduced and more than 2.5 mol% is added, discoloration of the reaction solution may occur severely.

반응액에 조촉매를 첨가한 뒤, 아세톤을 초기사용량대비 10vol%에서 100vol%만큼 추가투입을 하는데, 바람직하게는 25vol%에서 75vol%만큼 투입한다.After adding the cocatalyst to the reaction solution, acetone is additionally added by 10 vol% to 100 vol% of the initial use, preferably 25 vol% to 75 vol%.

추가 아세톤 투입이 끝나면 반응액을 잘 교반하면서 50℃로 승온해주어 반응을 진행시키는데 온도승온이 빠를수록 반응진행이 빨라짐을 알 수 있으므로 될 수 있는한 재빨리 승온함이 유리하고, 반응액의 온도가 70℃를 넘게되면 반응액의 변색이 발생되므로 온도 조절에 유의해야 한다.After the addition of acetone, the reaction solution is well stirred and the temperature is raised to 50 ° C. to proceed with the reaction. The faster the temperature rise, the faster the reaction proceeds, so it is advantageous to raise the temperature as quickly as possible, and the temperature of the reaction solution is 70%. Beyond ℃, discoloration of the reaction solution occurs, so care must be taken in temperature control.

반응의 진척도는 개스크로마토그래피로 파악하며, 반응이 진행되면서 약 6시간동안 정도 경과되면 생성된 부생성물 및 생성물(2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘)의 존재비율은 약 3:7정도이며, 이때의 반응액을 냉각시킨 뒤 과산화물을 투입한다.The progress of the reaction is determined by gas chromatography and the presence of byproducts and products (2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine) produced after about 6 hours as the reaction proceeds. The ratio is about 3: 7, and the reaction solution is cooled and then peroxide is added.

투입시의 온도는 0℃에서 40℃로 유지해야 하는데 바람직하게는 5℃에서 25℃이며, 투입되는 과산화물의 량은 초기 사용된 아세톤량 대비 2vol%에서 50vol% 만큼 투입되는데 바람직하게는 5vol%에서 30vol%만큼 투입한다.The temperature at the time of addition should be maintained at 0 ° C to 40 ° C, preferably 5 ° C to 25 ° C, and the amount of peroxide added is 2vol% to 50vol% compared to the amount of acetone used initially, preferably at 5vol%. Add 30vol%.

과산화물은 투입하고 계속 교반하면서 반응을 진행시킨 뒤 개스크로마토그래피로 부생성물의 감소됨을 확인하고 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 교반하므로 촉매 및 투입된 과산화물을 제거해 주는데 첨가되는 수산화나트륨 수용액의 농도는 15%에서 50%, 바람직하게는 20%에서 40% 수용액을 첨가해 주며 초기 사용된 아세톤량 대비 25%에서 250%, 바람직하게는 50%에서 150% 만큼 첨가해준다.The peroxide was added, the reaction proceeded with continuous stirring, and gas chromatography confirmed the reduction of by-products, and the solution was stirred by adding an aqueous sodium hydroxide solution. Thus, the concentration of the sodium hydroxide solution added to remove the catalyst and the added peroxide was 15% to 50%. %, Preferably 20% to 40% aqueous solution is added and 25% to 250%, preferably 50% to 150% relative to the amount of acetone used initially.

이후 구조식(II) 화합물이 고체화를 위하여 알칸계열의 용제를 사용함이 추천할만하여 바람직하게는 n-헥산, n-헵탄, 특히 n-헥산이 유용하다.Since it is recommended to use an alkane-based solvent for the solidification of the compound of formula (II), n-hexane, n-heptane, in particular n-hexane are preferable.

이하 실시예를 통하여 본 발명이 제조방법 및 그 효과에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 이하 특별한 언급이 없는 한 %는 vol%를 의미한다.Through the following examples, the present invention will be described in more detail with respect to the manufacturing method and its effects, but it does not limit the present invention. % Means vol% unless otherwise specified.

실시예 1Example 1

잘 건조된 2,000㎖ 4구 플라스크에 코일형태의 콘덴서, 온도계 및 교반기, 기체 주입용 버블러를 장치한 뒤 플라스크내부로 질소개스를 흘려주어 존재하는 수분이나 공기를 모두 제거해 준다.A well-dried 2,000 ml four-necked flask is equipped with a coil-type condenser, thermometer, stirrer, and gas injector bubbler, and nitrogen gas is flown into the flask to remove any water or air present.

이러한 조작을 약 30분간 지속한 다음 640㎖ 아세톤, 64㎖의 메탄올 및 24g의 염화암모늄을 첨가한 뒤 드라이 아이스와 아세톤으로 이루어진 냉각용액으로 플라스크를 5℃까지 냉각시킨다.This operation is continued for about 30 minutes, then 640 ml acetone, 64 ml methanol and 24 g ammonium chloride are added and the flask is cooled to 5 ° C. with a cooling solution consisting of dry ice and acetone.

반응액이 5℃에 이르면 플라스크의 버블러를 통하여 무수 암모니아 기체를 주입하며 격렬히 교반하면서 반응을 진행시키며, 약 2시간이 경과되면 암모니아 기체주입을 멈추고 추가로 아세톤 320㎖ 및 요오드화 나트륨 2.7g을 첨가해준 뒤 격렬히 교반하면서 50℃로 승온해준다.When the reaction solution reaches 5 ° C, anhydrous ammonia gas is injected through the flask's bubbler and the reaction proceeds with vigorous stirring.After about 2 hours, ammonia gas injection stops and additional 320 ml of acetone and 2.7 g of sodium iodide are added. After doing this, the mixture is heated to 50 ° C. with vigorous stirring.

반응액이 50℃에 도달되면, 이 온도를 유지하여 6시간동안 계속 교반하면서, 개스크로마토 그래피로 반응액의 조성을 파악한 결과 부생성물의 조성은 14%이며, 검출된 아세토닌은 5% 미만이었다.When the reaction solution reached 50 ° C, the temperature was maintained and stirring was continued for 6 hours. As a result, the composition of the reaction solution was determined by gas chromatography, and the composition of the by-product was 14% and the detected acetonin was less than 5%.

이때의 반응액을 0℃로 냉각시키고 반응액이 0℃에 도달되면 30% 과산화수소 수용액 100㎖를 첨가하고 격렬히 교반해준다. 0℃에서 1시간동안 교반해준 뒤, 개스크로마토그래프로 반응액의 조성을 분석한 결과, 이전에 존재하던 부생성물의 조성이 3% 이하로 검출되었고, 아세토닌은 2% 미만이었다.At this time, the reaction solution was cooled to 0 ° C., and when the reaction solution reached 0 ° C., 100 ml of 30% hydrogen peroxide aqueous solution was added and stirred vigorously. After stirring for 1 hour at 0 ° C., the composition of the reaction solution was analyzed with a gas chromatograph. As a result, the composition of a by-product previously present was detected at 3% or less, and acetonin was less than 2%.

실시예 2Example 2

실시예 1에서 30% 과산화수소 100㎖를 사용하는데 대신 200㎖를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 반응액중 남아있는 부생성물의 조성은 2% 미만이었고, 아세토닌 존재량도 3% 미만이었다.Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that 100 ml of 30% hydrogen peroxide was used instead of 200 ml. The composition of the by-products remaining in the reaction solution was less than 2%, and the amount of acetonin present was less than 3%.

실시예 3Example 3

100㎖의 30% 과산화수소수 대신 100㎖의 3차 부틸 퍼옥사이드를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 반응액중 남아있는 부생성물의 조성 및 아세토닌 존재량은 각각 2% 미만이었다.The same procedure as in Example 1 was conducted except that 100 ml of tertiary butyl peroxide was used instead of 100 ml of 30% hydrogen peroxide solution. The remaining byproducts in the reaction solution and the amount of acetonin present were less than 2%, respectively.

비교예 1Comparative Example 1

아세토닌 제조과정은 실시예 1과 동일하다.Acetone production process is the same as in Example 1.

일단 아세토닌이 생성된 후 30% 과산화수소수 307㎖를 첨가한 뒤 반응액의 온도를 10℃ 조정하고 1시간동안 교반해준다. 다시 반응액을 50℃로 승온하여 2.5시간동안 교반하면서 반응진척도를 개스크로마토그래피로 분석한 결과, 부생성물의 조성의 전체 반응액에 대하여 70% 이상임을 발견하였고, 우리가 얻고자 하였던 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘은 20% 미만이 생성되었다.Once acetonin is produced, 307 ml of 30% hydrogen peroxide solution is added and the temperature of the reaction solution is adjusted to 10 ° C. and stirred for 1 hour. When the reaction solution was heated to 50 ° C. and stirred for 2.5 hours, the reaction progress was analyzed by gas chromatography. As a result, it was found that the composition of the by-products was 70% or more of the total reaction solution. , 6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine produced less than 20%.

Claims (5)

아세톤과 암모니아를 다음 일반식(III) 또는 일반식(IV)로 표시되는 촉매 존재하에 반응시켜 다음 구조식(I)로 표시되는 아세토닌으로 전환시키고, 상기의 아세토닌을 함유하는 반응액으로부터 다음 구조식(II)로 표시되는 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소피페리딘을 제조하는 방법에 있어서, 아세토닌을 함유하는 반응액을 50~70℃의 온도와 다음 일반식(V)로 표시되는 촉매 존재하에서 아세톤과 5~6시간 반응 시킨 후 상기 반응액의 온도를 25℃ 이하로 유지시키고 여기에 일반식(VI)으로 표시되는 과산화물을 첨가하여 반응액의 온도를 25℃이하로 유지시킨 상태에서 1시간 정도 추가 반응시켜 2,2,6,6-테트라메틸-옥소피페리딘을 제조하는 방법.The acetone and ammonia are reacted in the presence of a catalyst represented by the following general formula (III) or (IV) to convert to acetonine represented by the following structural formula (I), and from the reaction solution containing acetonine, the following structural formula In the method for producing 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxopiperidine represented by (II), the reaction solution containing acetonin is subjected to a temperature of 50 to 70 ° C and the following general formula (V After reacting with acetone for 5 to 6 hours in the presence of a catalyst represented by), the temperature of the reaction solution is maintained at 25 ° C. or lower and peroxide represented by the general formula (VI) is added thereto to reduce the temperature of the reaction solution to 25 ° C. or less. A method of preparing 2,2,6,6-tetramethyl-oxopiperidine by further reacting for about 1 hour while maintaining the same. 여기에서 R1은 1~6개의 탄소원자를 갖는 지방족 또는 방향족 화합물이거나 또는 수소, 메틸, 에틸, 페닐이며 바람직하게는 수소, 메틸이다.Wherein R 1 is an aliphatic or aromatic compound having 1 to 6 carbon atoms or is hydrogen, methyl, ethyl, phenyl, preferably hydrogen, methyl. NH4-X1(IV)NH 4 -X 1 (IV) 여기에서, X1은 불소, 염소, 브롬, 요오드로, 바람직하게는 염소 또는 브롬이다.Wherein X 1 is fluorine, chlorine, bromine, iodine, preferably chlorine or bromine. M-X2(V)MX 2 (V) 여기에서 M은 소디움, 칼륨, 리튬이고 바람직하게는 소디움, 칼륨이며, X2는 불소, 염소, 브롬, 요오드로서 바람직하게는 브롬, 요오드이다.Wherein M is sodium, potassium, lithium, preferably sodium, potassium, and X 2 is fluorine, chlorine, bromine, iodine, preferably bromine, iodine. R2-O-O-R3(VI)R 2 -OOR 3 (VI) 여기에서 R2및 R3는 서로 독립적으로 C1~C6의 알킬기이거나, 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, t-부틸, s-부틸, t-아밀과 같은 알킬이거나 또는 시클로헥실, l-메틸시클로헥실, l-메톡시 시클로헥실 등의 시클로알킬이며 구체적으로는 수소, 메틸, 에틸, 프로필, t-부틸, t-아밀, 시클로헥실, l-메틸시클로헥실이고, 바람직하게는 수소, 메틸, 프로필, t-부틸, 시클로헥실이다.Wherein R 2 and R 3 are independently of each other an alkyl group of C 1 to C 6 , hydrogen, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, t-butyl, s-butyl, t-amyl, or cyclohexyl, cycloalkyl such as l-methylcyclohexyl, l-methoxy cyclohexyl, and specifically, hydrogen, methyl, ethyl, propyl, t-butyl, t-amyl, cyclohexyl, l-methylcyclohexyl, preferably hydrogen , Methyl, propyl, t-butyl, cyclohexyl. 제1항에 있어서, 상기 과산화물의 투입량의 아세톤사용량 대비 5~30vol%를 사용하는 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘의 제조방법.The method for preparing 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine according to claim 1, wherein 5 to 30 vol% of the acetone used amount of the peroxide is used. 제1항에 있어서, 상기 과산화물이 30% 수용액인 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘의 제조방법.The method for preparing 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine according to claim 1, wherein the peroxide is a 30% aqueous solution. 제1항에 있어서, 일반식(III) 또는 (IV) 화합물의 첨가량이 초기투입되는 아세톤에 대하여 1~15몰% 첨가되는 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘의 제조방법.The 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine according to claim 1, wherein an amount of the compound of the general formula (III) or (IV) is added in an amount of 1 to 15 mol% based on the initially added acetone. Manufacturing method. 제1항에 있어서, 일반식(V) 화합물의 첨가량이 초기투입되는 아세톤에 대하여 0.05~2.5몰% 첨가되는 2,2,6,6-테트라메틸-4-옥소-피페리딘의 제조방법.The method for producing 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-piperidine according to claim 1, wherein the amount of the compound of the general formula (V) is added in an amount of 0.05 to 2.5 mol% based on the initially added acetone.
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