KR850000945B1 - 5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b, f]-아제핀의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

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Description

5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f]-아제핀의 제조방법
본 발명은 구조식(Ⅲ)의 5-카바모일-10-옥소-10,11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f]-아제핀의 신규 제조방법에 관한 것이다.
Figure kpo00001
본 발명에 따르면 다음 구조식(I)의 5-시아노-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 니트로화시켜 생성된 구조식(Ⅱ)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 가수분해시켜서 다음 구조식(Ⅳ)의 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 생성하고 이 화합물중 10-니트로기를 환원시킨 후 환원 생성물을 가수분해시켜 생성된 구조식(Ⅲ)의 최종 생성물을 순수한 형태로 분리시킴을 특징으로 하여 구조식(Ⅲ)의 5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 제조하는 신규의 기술적으로 진보된 방법이 제공되며, 이는 다음과 같은 반응도식으로 나타낼 수 있다.
Figure kpo00002
Figure kpo00003
수성 무기산을 사용하여 10-메톡시-5H-디벤즈[b,f] 아제핀-5-카복사미드를 가수분해시켜 5-카바모일-10-옥소-10,11-디하이드로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 제조하는 방법은 독일연방공화국 특허원 제2,011,087호에 기술되어 있다. 이 출발물질이 수득될 수 있는 방법은 벨기에 특허 명세서 제 597,793호에 기술되어 있는데 이 방법에 따르면, 예를 들어 5-아세틸-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 브롬화시켜서 5-아세틸-10,11-디하이드로-10,11-디브로모-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 생성하고 이를 5-아세틸-10-브로모-5H-디벤즈[b,f] 아제핀으로 전환시켜 이로부터 10-메톡시-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 생성한다. 다음 이것을 포스겐으로 처리하여 상응하는 카보닐 클로라이드로 전환시키고 이를 암모니아와 반응시켜 10-메톡시-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀-5-카복사미드를 수득한다. 비교적 많은 중간단계 때문에 수행하기 곤란하고 더우기 중간생성물의 중간 전환에만 사용되는 브롬의 대량소비 때문에 불리한 이 제조방법과 비교할때 본 발명에 따르는 제법은 단지 몇 안되는 제조 단계만을 포함하는데 이단계들은 모니터하기 쉽고, 값비싼 반응물을 사용하지 않아도 되므로 간단한 방법으로 수행될 수 있으며, 더우기 구조식(Ⅲ)의 최종생성물을 순도가 우수한 형태 및 고수율로 수득할 수 있게 한다.
본 발명에 따라 구조식(I)의 화합물을 구조식(Ⅱ)의 화합물로 니트로화시키는 공정은 통상의 니트로화제를 사용하여 수행하는데, 예를 들면 임의로 산소(예 : 공기)와 혼합된 삼산화질소(N2O3)를 사용하거나 사산화이질소(N2O4)도는 이들 혼합물을 사용하거나 또는 질산을 사용하여 수행된다. 반응은 적당한 용매 중에서 수행하는데, 특히 이 용매는 니트로화 조건화에서 안정하며 니트로화제와 원치 않는 반응을 일으키지 않아야 한다. 특히 탄소수 4까지의 저급알칸카복실산이나 할로-저급알칸카복실산, 예를 들면 임의로 물과 혼합된 아세트산, 프로피온산, n-부티르산 또는 이소부티르산 등과 트리플루오로 아세트산 또는 트리클로로아세트산이나 아세트산, 프로피온산, n-부티르산, 이소부티르산 또는 트리플루오로아세트산 무수물과 같은 그의 무수물 또는 그러한 카복실산과 상응하는 무수물과의 혼합물 등이 적합하다. 본 발명에 따르는 제법의 바람직한 공정에서 사용되는 용매는 언급된 저급알칸카복실산의 무수물, 예를 들면 저급알칸 카복실산(예 : 아세트산)과 임의로 혼합한 아세트산 무수물이다.
출발물질 대 사용되는 용매량의 비율(중량/용량)은 광범위한 범위내에서 변할 수 있다. 출발물질 : 용매의 비는 1 : 3 내지 1 : 30의 범위가 유리하다. 반응온도는 약 0 내지 120℃ 범위 특히 40 내지 80℃에서 수행한다. 문헌[Chemical Reviews 36, (1945)페이지 211-212]에 따르면 스티렌을 삼산화질소와 반응시켜서 니트로소 화합물과 니트로 화합물의 화합물을 생성한다. 더우기 스티렌과 삼산화질소의 반응생성물을 증기로 증류시키면 1-니트로-2-페닐에틸렌이 생성된다. 또한 스티렌을 사산화질소와 반응시키면 1,2-디니트로-1,2-디페틸 에테르가 생성된다. 동 문헌자료 218페이지에 따르면 사이클로헥센을 냉석유 에테르중에서 무수 사산화질소와 반응시키면 상응하는 비스-니트로소-니트로유도체 및 오일성 부산물이 얻어진다.
문헌[J. Org. Chem. 28, (1963), 페이지 125-129]에서 올레핀과 사산화질소의 반응생성물은 필수적으로 니트로 및 니트로소기를 함유하며 이 생성물을 니트로-올레핀 화합물로 전환시키는데는 트리에틸아민의 첨자가 필요하다. 따라서 예를 들면 사이클로옥텐을 사산화질소와 반응시킨 뒤 반응생성물을 트리에틸아민으로 처리하여 1-니트로사이클로옥텐을 수득한다.
이에 비해 본 발명에 따르는 니트로화의 경우에, 증기에 의한 증류나 반응혼합을 트리에틸아민으로 처리하는 등과 같은 추가 조작은 하지 않아도 되며 반응조작의 완결을 극히 간단하게 수행할 수 있으므로 구조식(Ⅱ)의 니트로화합물이 극히 좋은 수율로 생성된다. 이 화합물은 신규이며 문헌에 기술되어 있지 않다.
본 발명에 따라서 다음에는 구조식(Ⅱ)의 화합물을 구조식(Ⅲ)의 화합물로 전환시킨다. 이 목적을 위하여 우선 시아노기를 가수분해반응시켜 카복사미드기를 형성시킨다. 이 반응에 적합한 가수분해 방법은 이중결합상에 위치한 10-니트로기에 영향을 주지 않는 방법이다. 유리하게 가수분해는 산성시약, 예를 들면 황산, 염산같은 무기산 및 임의로 포름산 등에 의해 수행된다. 바람직하게는 플루오로화붕소를 아세트산 또는 트리플루오로아세트산 등과 같은 앞에서 언급된 형태중 하나인 저급알칸카복실산 도는 할로-저급알칸카복실산중에서 용액의 형태로 동몰량 또는 약간 과량 사용하며, 플루오로화 붕소화합물을 아세트산과 같은 언급된 카복실산중 하나와 함께 예를 들면 BF3·2CH3COOH와 같은 형태로 사용할 수 있다. 가수분해를 수행하기 위하여 반응 혼합물에 불활성용매, 예를 들면 방향족 용매중 하나인 클로로벤젠을 가한다. 반응혼합물 또는 임의로 순수한 형태로 분리된 구조식(IV) 화합물의 BF3와의 부가화합물을 물과 같은 가수분해제로 처리하여 구조식(Ⅳ)의 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 순수한 형태로 수득한다.
아세트산 존재하에 플루오로화붕소를 사용하여 니트릴구룹을 카복사미드로 가수분해시키는 방법은 문헌[J.Org. Chemistry 20, (1955), 1448]에 공지되어 있다. 상기 문헌에 기술된 조작방법은 고온, 대과량의 플루오로화붕소 및 수성아세트산의 사용을 요하며, 이 방법에 의해 플로오로화붕소와 함께 극히 부식성용액이 생성되므로 특히 고온에서의 공업적 용도가 제한되며 이것은 특수조건하에서만 공업적 장치중에서 수행할 수 있다.
이에 반해 본 발명에 따르는 제법은 실온 및 무수용매중에서 단지 등몰량 또는 소과량의 플루오로화붕소를 사용하여 수행할 수 있다. 또 다른 잇점은 구조식(Ⅳ)의 가수분해산물과 삼불화붕소와의 분리된 부가화합물은 대랭의 불순물을 함유하는 반응혼합물에서도 우수한 순도 및 거의 정량적 수율로 분리시킬 수 있으며 이는 물로 처리함으로써 구조식(Ⅳ)의 순수한 가수분해산물로 전환시킬 수 있다.
이어서 본 발명에 따라 생성된 구조식(Ⅳ)의 중간체를 임의로 순수한 형태로 분리하지 않고 구조식(Ⅲ)의 최종생성물로 전환시킨다. 이와같이 하기 위하여 구조식(Ⅳ)의 화합물은 환원조건, 예를 들면 니켈 또는 귀금속촉매(예 : 라니닉켈) 또는 팔라듐/탄소촉매와 같은 수소화촉매 존재하의 수소같은 촉매적으로 활성화된 수소와 적당한 용매, 예를 들면 탄소수 4까지의 저급알칸올(예 : 메탄올 또는 에탄올)중에서 작용시키거나 산, 예를 들면 회황산같은 무기산이나 위에 언급된 산들중 하나인 저급알칸카복실산 같은 카복실산(예 : 아세트산)중의 아연 또는 필요하다면 아연 아말감, 특히 철같은 적당한 금속에 의한 발생기 수소와 작용시키거나 화학적 환원제, 예를 들면 염화주석(Ⅱ) 2HH2O와 작용시키고, 생성된 반응생성물을 동일 반응혼합물 중에서, 예를 들면 물을 사용하여 가수분해시키고 구조식(Ⅲ)의 최종생성물을 순수한 형태로 분리시킨다. 이것은 어떤 경우에는 매우 우수한 수율 및 우수한 순도로 수득된다.
구조식(Ⅱ)의 화합물을 임의로 불활성용매, 예를 들면 클로로벤젠과 같은 방향족용매의 존재하에 의에서 언급된 것과 같은 산성시약, 예를 들면 아세트산중 플루오로화붕소에 의해서 물 존재하에 가수분해시킨 다음 반응혼합물중에 함유된 구조식(Ⅳ)의 화합물을 분리하지 않고 촉매적으로 활성화된 수소, 예를 들면 니켈 또는 귀금속촉매(예 : 라니닉켈) 또는 팔라듐/탄소촉매 존재하의 수소와 같은 촉매적으로 활성화된 수소 또는 염산 수용액 등의 무기산 또는 아세트산 등의 저급알칸카복실산 또는 할로-저급알칸카복실산 또는 반응혼합물중 이미 존재하는 BF3/아세트산/물 혼합물중 철에 의해 발생되는 발생기 수소에 의해 환원시킬 수도 있다. 반응혼합물중에 존재하는 반응생성물은 분리하지 않고 산성시약, 예를 들면 반응혼합물중 존재하는 BF3/아세트산/물 혼합물 등의 수성산에 의해 다음에 또는 동시에 가수분해되며 생성된 구조식(Ⅲ)의 최종 생성물은 순수한 형태로 분리된다.
구조식(Ⅳ)의 화합물 및 그의 플루오로화붕소와의 부가물은 신규이며 문헌에 설명되어 있지 않다.
다음 실시예는 본 발명을 설명하는 것이다. 온도는 섭씨이다.
[실시예 1]
6.0g(0.027몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 80ml의 아세트산 무수물과 20ml의 아세트산 혼합액에 용해시킨다. 혼합물을 50°까지 가열시키고 10ml의 물 중 5.6g(0.08몰)의 아질산나트륨이 함유된 용액을 1시간 반에 걸쳐 온도가 55°를 초과하지 않도록 하면서 적가한다. 혼합물의 온도를 55°로 2시간 더 유지시킨 뒤 용매를 감압하 55°욕온도에서 증류시킨다. 잔류물을 매회 100ml의 빙수로 2회 세척하고 80ml의 에탄올에 용해시킨다. 0°에서 수시간 방치한 후 침전된 황색결정을 흡인여과하고 소량의 에탄올로 세척한다.
생성된 5-시아노-10-니트로 -5H-디벤즈 [b,f] 아제핀은 175 내지 176°에서 용융된다. (분해)
수율 : 5.2g, 이론치의 72%
분석 데이타 및 분광데이타는 용인된 구조와 일치한다.
[실시예 2]
6.5g(0.03몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f]-아제핀을 100ml의 아세트산과 100ml의 아세트산 무수물의 혼합액에 용해시킨다. 혼합물을 40°까지 가열하고 45분 동안에 걸쳐 6.2g(0.09몰)의 아질산나트륨을 용액에 공기를 서서히 통과시키며 가한다. 가열하지 않고 온도를 55°까지 증가시키고 아질산염 첨가 마지막에 55°에서 1시간 더 유지시킨다. 용매를 50°의 욕온도로 진공하에 증류시키고 잔류물을 300ml의 톨루엔에 용해시킨 다음 물로 반복 진탕해서 무기성분을 제거시키고 툴루엔을 진공하에서 40ml까지 증류 제거시킨다. 침전된 황생생성물을 흡인 여과하고 소량의 톨루엔으로 세척한다. 이것은 실시예 1에 따르는 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀과 동일하다.
수득량 : 6.1g, 이론치의 77.5%
[실시예 3]
19.6g(0.09몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 실시예 2에서와 같이 300ml의 아세트산과 300ml의 아세트산 무수물중에서 18.6g(0.27몰)의 아질산나트륨과 반응시킨다. 용매를 증발시킨 후 남아 있는 적황색 시럽을 완전한 고화가 일어날 때까지 300ml의 물과 함께 교반한다. 흡인 여과한 후 여액이 중화될 때까지 물로 세척하고 진공하에서 건조시킨다.
이 반응을 80 내지 85°의 온도에서 수행할 경우 동일한 조생성물이 얻어진다.
생성된 조생성물은 반응에 사용하기에 적당하나 다음과 같이 정제시킬 수도 있다.
1. 23.7g의 조생성물을 이소프로판올로부터 재결정화하여 황색 결정성 물질을 얻으며 이는 실시예 1에 따르는 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀과 동일하다. 수득량 : 18.0g, 이론치의 76.2%
2. 수율 및 질에서 동일한 최종생성물은 조생성물을 아세트산으로 침지시킴으로써 수득된다.
[실시예 4]
플라스크중의 40.0g(0.05몰)의 아질산나트륨의 농축수용액에 20% 황산을 서서히 적가함으로써 N2O3개스가 생성되는데 이를 100ml의 툴루엔중에 10.9g(0.05몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 용해시켜 55°까지 가열시킨 용액 속으로 서서히 도입시킨다. 공급된 대기산소의 양이 너무 낮아서 톨루엔증기와 산소의 어떠한 폭발성 혼합물이 형성될 수 없다. 출발물질의 완전한 반응이 일어날 때(박층 크로마토그라피시험)까지 도입을 계속하고 과량의 N2O3는 질소기류로 구축하고 톨루엔을 감압하에 40°에서 증발 제거시킨다. 남아있는 적색시럽을 100ml의 이소프로판올에 취한다. 5°에서 수시간 정치한 후 결정물을 흡인 여과하고 소량의 이소프로판올로 세척한다. 생성된 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀은 실시예 1에 따르는 생성물과 동일하다. 수득량 : 9.4g, 이론치의 71.7%
[실시예 5]
실시예 4에 설명된 방법에 따라서, 플라스크중의 55.0g(0.8)의 아질산 나트륨으로부터 N2O3개스를 생성하고 이들을 느린 공기 기류로 110ml의 아세트산 및 110ml의 아세트산무수물 중에 10.9g(0.05몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 용해시켜 50°로 유지시킨 용액에 몰아넣는다. 3시간 후 반응을 완성하고 용매를 50°의 욕온도로 진공하에서 증류시키고 잔류물을 50ml의 이소프로판올에 용해시킨 다음 결정화되어 나오는 물질을 20°에서 수시간 방치한 후 흡인 여과한다. 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 수득한다. 수율 : 9.5g, 이론수율의 72.5%
[실시예 6]
실시예 4에서 설명된 방법과 유사하게 플라스크 중의 30.0g(0.43몰)의 아질산나트륨으로부터 N2O3개스를 생성하고 10.9g(0.05몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f]아제핀을 110ml의 아세트산무수물에 용해시켜 55°로 유지시킨 용액 속으로 서서히 공기 기류에 의해 밀어넣는다. 반응이 완결(박충 크로마토그라피시험)되면 반응혼합물을 50° 욕온도로 진공하에서 증발 농축시키고 잔류물을 20ml의 아세트산에 용해시킨다. 혼합물을 20°에서 2시간 방치하고 결정물을 흡인 여과하여 소량의 아세트산으로 세척한다. 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀이 수득된다.
수득량 : 9.1g, 이론치의 69.4%
[실시예 7]
10.0g(0.046몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 55°에서 100ml의 톨루엔에 용해시킨다. 60°까지 온도를 상승시키고 교반하면서 5.0g(0.054몰)의 N2O4를 가압용기로부터 용액중으로 서서히 도입시킨 후 반응혼합물을 출발물질 전부가 반응하였을 때(박층 크로마토그라피시험)까지 이 온도를 유지시킨 뒤 20°까지 냉각시키고 톨루엔층을 황산나트륨상으로 건조시킨다. 진공하에서 증발 농축시키면 적색오일이 얻어지며 이를 50ml의 이소프로판올중에 용해시킨다. 20°에서 수시간 방치한 후 결정체를 흡인 여과하고 소량의 이소프로핀올로 세척한다. 생성된 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀은 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일하다. 수득량 : 6.7g, 이론치의 56%
[실시예 8]
43.6g(0.2몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 55°에서 250ml의 아세트산에 용해시키고 N2O4를 2시간 동안 교반하면서 가압용기로부터 용액 속으로 도입시키며 이 때 온도는 때때로 냉각시킴으로써 55°로 유지시킨다. 반응종결은 용액의 녹색 발색(과량의 N2O4) 및 박층 크로마토그라피시험에 의해 알 수 있다. 혼합물을 냉각시키고 실온에서 수시간 교반한다. 생성된 침전물을 여과해내고 소량의 아세트산으로 세척한다. 여액을 농축하고 이를 아세토니트릴에 용해시켜 또 다른 결정물인 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 수득하여 이는 실시예 1에 따라 얻어진 생성물과 동일하다. 총수득량 : 19.5g, 이론치의 37%
[실시예 9]
43.6g(0.2몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 55°에서 250ml의 아세트산에 용해시킨다. 60ml의 물을 용액이 혼탁되기 시작할 때까지 이 용액에 적가한 뒤 가압용기로부터 더 이상의 출발물질이 박층크로마토그라피에 의해 검출될 수 없을 때까지 N2O4를 서서히 도입시킨다. 혼합물을 5°까지 냉각시키고 이 온도에서 2시간동안 교반시킨 뒤 결정물을 여과해내고 80% 아세트산으로 세척한다. 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀이 수득된다.
수득량 : 42.1g, 이론치의 80%
[실시예 10]
43.6g(0.2몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 55。에서 175ml의 아세트산에 용해시킨다. 이 온도에서 출발물질이 전부 반응(박층 크로마토그라피시험)되어서 생성물이 침전될 때까지 가압용기로부터 N2O4를 용액 속으로 도입시킨다. 16.4g(0.2몰)의 나트륨 아세테이트를 때때로 냉각시키면서 소량씩 가하고 온도를 50 내지 55°로 유지시킨다. 혼합물을 실온에서 3시간 교반 여과하고 결정물을 아세트산 및 물로 세척한다. 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀이 수득된다. 수득량 : 36.1g, 이론치의 68.6%
[실시예 11]
21.8g(0.1몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 55°에서 110ml의 아세트산무수물에 용해시킨다. 암갈색 개스가 새어나지 않도록 서서히 가압용기로부터 10.0g(0.1몰)의 N2O4를 이 용액중으로 도입시키고 때때로 냉각시켜서 온도를 55°로 유지시킨다. 반응이 완결되면 강한 질소기류를 1시간 통과시킨 뒤 혼합물을 -20°까지 냉각시키고 이 온도를 2시간 유지시킨다. 황색 결정물을 흡인 여과하고 소량의 아세토니트릴로 세척하여 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 이제핀을 얻는다. 여액을 진공하 50°의 욕온도에서 증발 농축시켜 적색오일을 얻는다. 이것을 10ml에 아세토니크릴에 용해시키고 5°에서 2시간 방치시키고 제2결정물을 흡인 여과한다. 총수득량 : 19.5g, 이론치의 74.1%
[실시예 12]
21.8g(0.1몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 50°에서 140ml의 아세트산무수물에 용해시킨다. 이 용액에 가압용기로부터 12.0g(0.13몰)의 N2O4를 교반하면서 도입시키고 냉각시켜서 온도를 50 내지 55°로 유지시킨다. 혼합물을 1시간 반응시킨 뒤 강한 질소기류를 통해 주고 50ml의 물을 서서히 가하며 때때로 냉각시켜서 50 내지 55°로 유지시킨다. 혼합물을 5°까지 냉각시키고 1시간 동안 결정화 시킨 후 여과한다. 실시예 1에서 수득된 것과 동일한 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀이 수득된다. 여액을 진공하에서 증발 농축시키고 잔류물을 40ml의 80% 아세트산에 용해시키면 또 다른 결정이 수득된다.
총수득량 : 21.5g, 이론치의 81.7%
[실시예 13]
43.6g(0.2몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 430ml의 아세트산 무수물에 용해시킨다. 이 용액에 19.0g(0.206몰)의 N2O4를 가압용기로부터 온도가 25°를 초과하지 않을 속도로 때때로 냉각 교반하면서 도입시킨다. 반응이 끝나면 용액이 녹색으로 변하며 생성물은 결정형태로 침전된다. 생성물을 얼음으로 냉각시키면서 1시간 동안 교반하고 강한 질소기류를 통과시킨 뒤 여과해내고 소량의 에틸아세테이트로 세척한다. 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-시아노-10-나트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀의 수득된다. 여액을 진공하에서 증발 농축시켜서 에틸에세테이트중에 가하면 또 다른 결정이 수득된다.
총수득량 : 42.3g, 이론치의 80.4%
[실시예 14]
35.0g(0.16몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 20°에서 160ml의 아세트산무수물에 현탁시킨다. 교반하면서 160ml의 아세트산 무수물에 14.7g(0.16몰)의 N2O4를 용해시킨 용액을 5시간에 걸쳐 서서히 적가 하며 온도는 20 내지 25°사이를 유지시킨다. 출발물질을 모두 반응(박층 크로마토그라피시험)시킨 후 1시간동안 냉각시키고 결정생성물을 흡인 여과한다. 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀이 수득된다.
진공하에서 증발에 의해 여액을 50ml까지 농축시켜 결정물을 수득한다. 총수득량 : 34.6g, 이론치의 80%
[실시예 15]
43.6.g(0.2몰)의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f]아제핀을 50°에서 175ml의 아세트산 무수물에 용해시킨다. 이 용액에 가압용기로부터 2시간에 걸쳐 출발물질 전부가 반응하는 양으로 N2O4를 도입시키면 소과량의 N2O4는 폐기개스 중에 검출될 수 있다. 생성물을 50°에서 결정화시킨 뒤 16.5g(0.2몰)의 나트륨아세테이트를 소량씩 가한다.
열 발생이 멈춘 후 혼합물을 50°에서 30분간 더 교반한 뒤 실온에서 수시간 교반한다. 여과하고 결정물을 아세트산 및 물로 세척하여 실시예 1에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 수득한다. 모액을 처리하여 3g의 화합물을 더 수득할 수 있다.
총수득량 : 44.1g, 이론치의 83.8%
[실시예 16]
5ml의 농질산(약 64%강도)을 20°에서 교반하면서 2.0g의 5-시아노-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀이 용해된 20ml의 아세트산 무수물 용액에 가하면 발열반응이 일어나고 짙은 황색으로 색변화가 일어난다. 혼합물을 20°에서 1시간 반응시킨 뒤 40ml의 물을 50°에서 적가하고 침전된 오일을 에틸아세테이트에 가한다. 유기층을 세척하여 증발시킨 후 남은 잔류물을 아세토니트릴로 처리하여 비교적 오랜 시간동안 방치하면 액체크로마토그라피에 따라 78%의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 함유하는 0.6g의 황색결정이 수득된다.
[실시예 17]
15중량%의 BF3가 함유된 아세트산용액 50ml(0.11몰)를 실온에서 100ml의 아세트산중 26.3g(0.1몰)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀의 현탁액에 가한다. 이 과정중 온도는 출발물질의 완전용해로 34°까지 서서히 상승한다. 5분간에 걸쳐 30°에서 30ml의 물을 가하면 온도는 37°까지 상승한다. 이 온도에서 40g의 철분말을 20분에 걸쳐 소량씩 가하고 때때로 냉각시키면서 온도를 65 내지 70°로 유지시킨다. 발열반응이 멈춘 후 15분간 교반을 계속한 뒤 불용성물질을 여과해내고 소량의 아세트산으로 3회 세척한다. 잘 교반하면서 총 여액을
Figure kpo00004
의 물을 적가하고 2시간 교반한 후 생성된 침전물을 여과해내고 물로 세척하여 중성이 되게 한다. 60°및 진공하에서 건조시키면 IR 스펙트럼에 따라 인증된 물질과 동일한 5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다.
수득량 : 23.0g, 이론치의 91.2%
[실시예 18]
아세트산중 15중량%의 BF3가 함유된 용액 50ml를 260ml의 클로로벤젠 및 130ml의 아세트산 혼합액중 26.3g(0.1몰)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 현탁된 액에 완화하게 가열하면서 신속히 가하면 투명한 황색용액이 얻어진다. 반응혼합물을 10분간 교반한 뒤 40g의 철분말을 한 번에 가한다. 잘 교반하면서 30분에 걸쳐 100ml의 물을 적가하면 온도는 65°까지 상승한다. 외부적 가열에 의해서 온도를 60 내지 65°로 2시간 유지시키고 무기물질을 여과 제거한 후 클로로벤젠 및 아세트산으로 세척한다. 클로로 벤젠층을 분리한 후 결정화가 시작될 때까지 물로 세척한다, 생성물을 진공하에서 농축시키고 잔류물을 100ml의 메탄올에 용해시킨다. 흡인 여과하고 소량의 메탄올로 세척한 후 IR 스펙트럼에 따라 인증된 물질과 동일한 것으로 확인된 5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b.f] 아제핀을 수득한다.
수득량 : 21.4g, 이론치의 85%
[실시예 19]
아세트산중 15중량%의 BF3가 함유된 용액 50ml를 200ml의 아세트산중 26.3g(0.1몰)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀이 현탁된 액중에 신속히 유출시킨다. 혼합물을 완전히 용해가 일어나고 적당한 발열반응이 중지될 때까지 45분간 교반한다. 30°에서 40g의 철분말을 가하고 100ml의 물을 30분에 걸쳐 서서히 적가하여 온도를 65°까지 상승시킨다. 반응혼합물을 실온에서 15분간 교반하고 다시 60°까지 가열시키고 용해되지 않은 부분을 여과해내서 아세트산으로 3회 세척한다. 여액을 진공하에서 약 100ml의 부피까지 농축시키고 400ml의 물을 적가한다. 혼합물을 2시간 동안 교반하고 여과해서 여과케익은 물로 중성이 되도록 세척한다. 진공하에서 50°로 건조시킨 후 23.8g(이론수율의 94.4%)의 조생성물질이 얻어지며 이들 200ml의 아세트산/물(8 : 2)로부터 재결정화한다. IR 스펙트럼에 따라 인증된 물질과 동일한 순수한 5-카바모일-10-옥소-10,11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다.
수득량 : 19.7g, 이론치의 78%
[실시예 20]
31.5g(0.12몰)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀을 340ml의 클로로벤젠에 현탁시키고 아세트산중 10중량%의 BF3가 함유된 용액 98ml를 신속히 가한다. 30°까지 가열하면 용해가 일어나며 잠시 후 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀의 BF3 부가물이 침전하기 시작한다. 혼합물을 빙욕중에서 2시간 동안 결정화해서 흡인 여과하고 벤젠으로 세척한다. 건조중간체를 200ml의 아세트산과 35ml의 물의 혼합물에 용해시킨다. 50g의 철분말을 30분에 걸쳐 소량씩 가하고 온도를 냉각시키면서 약 60°로 유지시킨다. 혼합물을 50°에서 1시간 더 교반 여과한 뒤 아세트산으로 세척한다. 여액을 진공하에서 증발 농축시키고 잔류물을 500ml의 물에 용해시킨다. 침전된 생성물을 흡인 여과하고 물로 중성이 되도록 세척하여 진공하에서 50°로 건조시킨다. IR 스펙트럼에 따라 인증된 물질과 동일한 5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다. 수득량 : 26.0g, 이론치의 86%
[실시예 21]
2ml의 농황산을 40ml의 아세트산중 4.0g(0.015몰)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈 [b,f] 아제핀이 현탁된 액에 적가하고 혼합물을 실온에서 11시간 더 교반한다. 투명한 용액에 100ml의 물을 서서히 가하고 클로로포롬층을 물로 세척하여 증발 건조시킨다. 잔류물을 이소프로판올로부터 재결정화한 후 순수한 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다.
융점 : 208 내지 212°, 수득량 : 2.2g , 이론치의 52.4%, 분석치 및 분광데이타는 주어진 구조와 일치한다.
[실시예 22]
10g(0.038)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 90 내지 100°에서 100ml의 98% 강도포름산중에서 5시간 동안 가열시킨다. 혼합물을 실온까지 냉각시키고 90ml의 물을 혼합물이 혼탁되기 시작 할때가지 가한다. 혼합물을 15시간 동안 결정화하여 여과하고 결정을 물로 세척하여 진공하에서 40°로 건조시킨다. 실시예 21에 따라 수득된 생성물과 동일한 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다. 수득량 : 9.1g, 이론치의 85%
[실시예 23]
아세트산중 15중량%의 BF3용액 25ml을 130ml의 클로로벤젠중 13.1g(0.05몰)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀의 현탁액에 교반하면서 신속히 유출시키면 온도가 35°까지 증가한 투명한 갈색 용액이 얻어진다. 수분 후 시작되는 결정화는 빙욕중 1시간 동안 교반함으로써 완결한다. 흡인여과를 수행한 후 클로로벤젠으로 세척하고 진공하 40°에서 건조시키면 19.2g의 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 BF3부가형태로 얻어진다. 최종생성물을 방출하기 위하여 BF3부가물은 150ml의 물을 사용하여 슬러리형태로 제조하고 15시간 교반시킨 다음 흡인 여과하여 물로 중성이 되도록 세척한다. 건조시킨후 실시예 21에 따라서 수득된 생성물과 동일한 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다. 수득량 : 13.5g, 이론치의 95.7%
[실시예 24]
아세트산중 15중량%의 BF3가 함유된 용액 50ml를 40ml의 아세트산중 26.3g(0.1몰)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀의 현탁액에 유출시키고 혼합물이 40°까지 자연가열되어 완전용해가 일어날때까지 교반한다. 10ml의 물을 10분에 걸쳐 적가하면 용액의 온도는 50°까지 상승하며 이 온도로 10분간 유지시킨 뒤 300ml의 물을 서서히 적가한다. 생성된 결정성 현탁액을 실온에서 1시간 동안 교반하고 흡인 여과하여 물로 중성이 되도록 세척한다. 진공하 50°에서 건조시킨 후 실시예 21에 따라 수득되는 생성물과 동일한 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다. 수득량 : 27.4g, 이론치의 97.5%
[실시예 25]
10.0g(0.035몰)의 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 100ml의 아세트산 및 50ml의 농염산 혼합액에 용해시키고 1.0g의 팔라듐/탄소(5%)를 가한 후 혼합물을 실온 및 상압하에서 수소화시킨다. 1,700ml(이론량의 109%)의 수소를 흡수시킨 후 수소화를 중지하고 촉매를 여과해내어 여액을 그 부피의 약 1/4까지 진공하에서 농축시킨다. 400ml의 물을 가한 후 혼합물을 5°에서 수시간 동안 결정화시키고 흡인여과하여 물로 중성이 되도록 세척하면 스펙트럼에 따라 인증된 물질과 동일한 5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다. 수득량 : 7.0g, 이론치의 78.6%
촉매로서 백금/탄소(5%)를 사용하여도 유사한 결과가 얻어진다.
[실시예 26]
7.0g(0.025몰)의 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 100ml의 아세트산과 50ml의 농염산 혼합액에 용해시킨다. 12g의 철분말을 30 내지 40°에서 교반하면서 15분에 걸쳐 가하고 혼합물을 40°에서 1시간 더 교반하고 불용해물질을 온시 여과하고 아세트산으로 3회 세척한다. 여액을 진공하에서 완전히 증발시키고 잔류물을 100ml의 물에 용해시키고 수시간동안 교반한다. 여과를 수행한 뒤 중성으로 될 때까지 물로 세척하고 진공하 60°에서 건조시킨다.
스펙트럼에 따라 인증된 물질과 동일한 5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀이 수득된다. 수득량 : 5.5g, 이론치 88.6%

Claims (1)

  1. 구조식(I)의 5-시아노-5H-디벤즈[b,f]-아제핀을 탄소수 4까지의 저급알칸카복실산, 탄소수 4까지의 저급알칸카복실산무수물, 탄소수 4가지의 저급 알칸카복실산과 그의 무수물의 혼합물 중에서 선택된 용매중에서 용매와의 중량비 1 : 3 내지 1 : 30(중량/용적)으로 사용하여 N2O3, N2,O4또는 질산 중에서 선택된 니트로화제로 약 0 내지 120℃에서 니트로화시켜 구조식(Ⅱ)의 5-시아노-10-니트로-5H-디벤즈[b,f] 아제핀을 생성시킨 후 ; 구조식(Ⅱ) 화합물의 5-시아노 그룹을 무기산으로 또는 저급알칸카복실산 중에 용해시킨 동몰량 또는 약간 과량의 트리플루오로화 붕소로 가수분해시키고 ; 반응혼합물 또는 구조식(Ⅳ) 화합물의 BF3부가 화합물을 물로 가수분해시켜 구조식(Ⅳ)의 5-카바모일-10-니트로-5H-디벤즈[b,f]-아제핀을 생성시키고 ; 생성된 구조식(Ⅳ)의 화합물을 수소화 촉매존재하의 수소 또는 무기산 및 저급알칸카복실산 중에서 금속에 의해 방출되는 발생기 수소로 환원시킨 후 ; 환원생성물을 동일 반응혼합물중에서 가수분해시킨 후 구조식(Ⅲ)의 생성물을 순수한 형태로 분리시킴을 특징으로 하여 구조식(Ⅲ)의 5-카바모일-10-옥소-10, 11-디하이드로-5H-디벤즈[b,f]-아제핀을 제조하는 방법.
    Figure kpo00005
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