KR100543345B1 - 6-클로로벤족사졸-2-온의 새로운 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다음 화학식 1로 표시되는 6-클로로벤족사졸-2-온의 새로운 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다음 화학식 2로 표시되는 벤족사졸-2-온과 염소가스(Cl2)를 특정 양성자성 유기용매(protic organic solvent)와 온도조건에서 반응시켜서 높은 순도와 생성 수율로 6-클로로벤족사졸-2-온을 경제적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
Figure 112003014018191-pat00001
벤족사졸-2-온, 염소가스, 6-클로로벤족사졸-2-온, 양성자성 유기용매(protic organic solvent)

Description

6-클로로벤족사졸-2-온의 새로운 제조방법{A manufacturing process for 6-chlorobenzoxazol-2-one}
본 발명은 다음 화학식 1로 표시되는 6-클로로벤족사졸-2-온의 새로운 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다음 화학식 2로 표시되는 벤족사졸-2-온과 염소가스(Cl2)를 특정 양성자성 유기용매(protic organic solvent)와 온도조건에서 반응시켜서 높은 순도와 생성 수율로 6-클로로벤족사졸-2-온을 경제적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
Figure 112003014018191-pat00002
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 관용적으로 6-클로로벤족사졸론으로 불리어지고 있으며, 이 화합물은 농·의약의 중요한 중간체로서, 특히, 현재 농약으로 사용되고 있는 페녹사프롭 에틸을 합성하는 데 필수적인 화합물이다.
6-클로로벤족사졸-2-온의 합성 과정 중에는 그 화학구조상 친핵 치환반응에 의해서 3개의 이성체가 생길 수 있고, 연속반응으로 디클로로 화합물이 생길 수 있다.
6-클로로벤족사졸-2-온과 이의 유도체들의 합성법에 대해서는 일부 문헌에 공지되어 있다[미국특허 제2,895,877호, Przem. chem. 37, 418(1958년), 미국화학회지 71, 1265(1949년), Dyes Pigm., 15, 275(1991년)]. 그러나, 미국특허 제2,895,877호와 Przem. chem. 37, 418(1958년)에 기재되어 있는 공지방법으로 제조방법을 수행하게 되면 부 반응물로서 디클로로 화합물이 약 20% 생성되므로, 순수한 6-클로로벤족아졸-2-온을 얻기 위하여 재결정과 같은 공업적으로 적용하는 데 한계가 있는 정제과정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 미국화학회지 71, 1265(1949년)에 기재되어 있는 공지방법에서는 값비싼 설푸릴 클로라이드(SO2Cl2)를 사용하는 단점이 있고, Dyes Pigm., 15, 275(1991년)의 방법에서는 폭발의 위험성이 있는 과산화수소를 사용하는 문제점이 있다.
본 발명자들은 농·의약의 중요한 중간체로서의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 높은 순도와 우수한 수율로 제조하는 경제적인 새로운 방법을 개발하고자 노력하였고, 그 결과 벤족사졸-2-온의 염소화 반응에서 디클로로화를 방지하고 C-6 위치에 대한 염소치환 선택성을 높일 수 있는 특정화된 염소화 반응조건을 찾아냄으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 생성물의 디클로로화를 방지하여 고순도의 6-클로로벤족아졸-2-온을 경제적으로 제조하는 새로운 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 다음에 나타낸 바와 같이 다음 화학식 2로 표시되는 벤족사졸-2-온을 염소화 반응하여 다음 화학식 1로 표시되는 6-클로로벤족사졸-2-온을 합성하는 반응에 있어, 상기 염소화 반응은 염소가스(Cl2)를 사용하여 양성자성 유기용매(protic organic solvent)와 반응온도 -70 ∼ 20 ℃ 조건으로 수행하여 디클로로화의 부반응을 억제하여 고 순도의 6-클로로벤족사졸-2-온을 제조하는 방법을 그 특징으로 한다.
Figure 112003014018191-pat00003
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 벤족사졸-2-온의 염소화하는 반응시약으로서 비교적 가격이 저렴한 염소가스(Cl2)를 선택 사용하면서도 반응용매 및 반응온도를 특정화하여 수행함으로써 C-6위치에 대한 선택적 치환율을 높여 고 수율 및 고 순도로 6-클로로벤족사졸-2-온을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명이 반응물질로 사용하는 상기 화학식 2로 표시되는 벤족사졸-2-온은 공지의 화합물로서 이미 알려진 방법으로 합성하여 사용하였다. 예컨대, 값싸 게 구입할 수 있는 기초원료인, o-아미노페놀과 우레아를 자일렌 용매에서 반응시켜서 벤족사졸-2-온을 제조하였다.
또한, 본 발명에서는 염소화하는 시약(chlorination source)으로 가장 값싼 염소가스(Cl2)를 선택 사용한다는 점에서 경제적 유용성이 있다.
한편, 본 발명에 따른 염소치환 반응을 수행함에 있어 반응용매와 반응온도의 조절이 매우 중요한 바, 본 발명에서는 용매의 선택 사용과 저온반응으로 생성물의 디클로로화를 최대한 방지하는 효과를 얻는다.
반응용매로는 알콜, 포름산, 아세트산 등의 양성자성 유기용매(protic organic solvent)를 사용할 수 있으며, 바람직하기는 메탄올 또는 에탄올을 사용하는 것이다. 또한, 메탄올 또는 에탄올의 알콜 수용액을 사용하여도 본 발명이 목적하는 효과를 얻을 수 있다.
반응온도 또한 매우 중요한 요소로서 -70 ∼ 20 ℃가 적당하지만 반응시간, 편리성, 부 반응을 최소화하는 등의 효과를 고려할 때 -20 ∼ -5 ℃가 특히 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 제조방법의 하나의 구현예로서 벤족사졸-2-온을 메탄올 용매에서 -20 ∼ -10 ℃를 유지하면서 염소화 반응을 수행하게 되면 비용이 많이 드는 별도의 정제과정을 거치지 않고도 고 순도의 6-클로로벤족사졸-2-온을 얻을 수 있다. 즉, 상기한 치환반응이 완결되면 용매를 감압 증류하여 분리만 하더라도 본 발명이 목적하는 상기 화학식 1로 표시되는 6-클로로벤족사졸- 2-온을 고 수율 및 고 순도로 쉽게 얻을 수 있다.
이와 같은 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
500 mL 플라스크에서 벤족사졸-2-온 13.5 g(10 mmol)을 메탄올 150 mL에 녹이고 -20 ℃로 냉각한 후 잘 교반하면서 7.2 g의 염소가스(Cl2)를 2시간 동안에 주입하였다. -20 ∼ -10 ℃를 유지하면서 150 mL의 물을 가하고 1시간 동안 더 교반하고 80 ℃에서 메탄올을 상압 증류한 후, 20 ℃로 냉각하고 여과하여 목적 화합물 16.5 g(97% 수득율, 순도 98%)을 얻었다.
mp 192∼194℃(observed); 1H-NMR(CDCl3, 200MHz) δ7.07(m, 1H), 7.17(m, 1H), 7.25(m, 1H); IR(KBr, cm-1) 3209(m), 3083(w), 1729(s), 1479(m), 1391(w), 1293(w), 1264(w), 1241(w); MS(70 eV) m/z 171(M+), 169(M+), 143, 141, 91.
상기 실시예 1에 따른 치환 반응을 수행함에 있어 반응조건에 따른 6-클로로벤족사졸-2-온의 수율 및 순도를 비교하기 위하여 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.
Figure 112003014018191-pat00004
반응용매 반응온도 시간 염소화제 수율, %(순도1), %)
메탄올 -20∼-10℃ 2시간 Cl2 97∼98(98)
에탄올 -5∼5℃ 2시간 Cl2 97(96)
이소프로판올 15∼20℃ 2시간 Cl2 -*
아세트산 15∼17℃ 2시간 Cl2 97(94)
포름산 5∼7℃ 2시간 Cl2 97(95)
물 0∼5℃ 2시간 Cl2 -**
1) 순도 : LC로 확인 * 70% 정도 반응이 진행하고 더 이상 진행하지 않음. ** 10% 정도 반응이 진행하고 더 이상 진행하지 않음.
실시예 2
3 L 플라스크에서 2-벤족사졸론 135 g(1.0 mol)을 메탄올 1.5 L에 녹이고 -20 ℃로 냉각한 후 잘 교반하면서 72 g의 염소가스를 3시간 동안에 주입하였다. -20 ∼ -10 ℃를 유지하면서 150 mL의 물을 가하고 1시간 동안 더 교반하고 80 ℃에서 메탄올을 상압 증류한 후, 20 ℃로 냉각하고 여과하여 목적화합물 166 g(98% 수득율, 순도 98%)을 얻었다.
비교예
공지방법에 따라 6-클로로벤족사졸-2-온의 합성반응을 수행하였고, 생성물의 수율 및 순도를 다음 표 2에 요약하여 나타내었다.
Figure 112003014018191-pat00005
공지방법 염소화제-반응용매 수율, %(순도, %)1)
미국특허 2,895,877(1956년) Cl2-클로로포름 -*
Przem. chem. 37, 418(1958년) Na2ClO3/HCl-물 -**
미국화학회지 71, 1265(1949년) SO2Cl2-아세트산 95(98)
Dyes Pigm, 15, 275(1991년) HCl/H2O2-아세트산 95∼97(95)
1) 순도 : LC로 확인 *70% 정도 반응이 진행하고 더 이상 진행하지 않음. **순도가 매우 나쁨.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 제조방법에 의하면 6-클로로벤족사졸-2-온을 고 수율과 고 순도로 생산이 가능하므로 고부가가치 창출로 인한 경제적인 효과가 지대하다.

Claims (4)

  1. 벤족사졸-2-온을 염소가스(Cl2)와의 염소화 반응시켜 6-클로로벤족사졸-2-온을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 염소화 반응은 메탄올 또는 에탄올을 용매로 사용하여 -20 ∼ -5 ℃의 온도 조건에서 수행하는 것을 특징으로 하는 고 순도 6-클로로벤족사졸-2-온의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에서, 상기 반응용매로는 메탄올을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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