KR910001236B1

KR910001236B1 - 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올의 제조방법

Info

Publication number: KR910001236B1
Application number: KR1019870015495A
Authority: KR
Inventors: 손병기; 정봉열; 신동열
Original assignee: 주식회사 럭키; 허신구
Priority date: 1987-12-31
Filing date: 1987-12-31
Publication date: 1991-02-26
Also published as: KR890009846A

Abstract

내용 없음.

Description

2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올의 제조방법

본 발명은 다음 일반식 ( I )로 표시되는 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올의 제조방법에 관한 것이다.

상기 일반식 ( I )로 표시되는 화합물은 농약의 중간체, 특히 3-페녹시벤질에테르류의 살충제를 제조하기 위한 중간체로서 매우 유용하게 사용되고 있는 바, J. Org Chem., 34. 1086에 따르면, 우선 2-페닐-2-메틸프로필 클로라이드를 마그네슘 및 산소와 반응시키는 그리냐드 반응을 통하여 2-페닐-2-메틸프로필 알코올을 얻고, 이 화합물을 무수초산과 반응시켜 2-페닐-2-메틸프로필 알코올 아세테이트를 제조한 후 무수초산을 용매로 하여 발연질산과 니트로화 반응시켜서 2-(니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올 아세테이트를 제조한 다음, 가수분해하여 2-(니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올의 이성질체 혼합물을 얻고, 다시 2단계의 반응을 거쳐 정제한 후 고가의 플래티늄 옥사이드를 사용, 환원시켜서 상기 일반식 ( I )의 화합물을 제조하는 것으로 설명되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 제조방법은 반응공정이 복잡하고 길며, 특히 그의 중간생성물인 2-페닐-2-메틸프로필 알코올의 제조를 위해 공업적으로 위험한 그리냐드반응을 실시해야 하고, 그 수율이 매우 낮아(60%) 실용성이 거의 없으며, 다음에 이어지는 니트로화반응 역시 수율이 낮고, 또한 이성질체의 선택성이 거의 없을 뿐만 아니라 목적하는 순수한 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올의 정제를 위하여 2단계의 반응을 거쳐야 하며, 그 정제반응의 수율 또한 매우 낮았다. 결과적으로, 상기 제조방법에 따르면 전체 수율이 매우 낮게 되고(5-15%), 이성질체 분리 및 정제방법이 까다로운 등 공정상 비효율적이므로 바람직하지 못하였다.

이에 본 발명자들은 상기 일반식( I )의 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올의 제조에 대한 연구를 계속한 결과, 고수율 및 고순도로서 상기 일반식( I )의 화합물을 제조할 수 있는 새로운 제조방법을 발명하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

이한 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다음 일반식( I )로 표시되는 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올을 제조하는데 있어서, i) 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 2-페닐-2-메틸프로필클로라이드를 유기용매와 진한황산의 존재하에서 진한 황산과 질산의 혼합산용액과 반응시켜서 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 클로라이드를 제조하고, ii) 상기 화합물을 극성유기용매 및 할로겐화 나트륨촉매 존재하에서 다음 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물과 가열반응시켜 다음 일반식(Ⅳ)로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필알코올 카르복실레이트를 제조한 다음, iii) 이를 수용액중에서 금속염기와 가수분해하여 다음 일반식(Ⅴ)로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올을 제조한 후, iv) 상기와 같이 제조된 화합물을 수용액 및 산촉매 존재하에서 전이금속과 반응시켜서 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올을 제조하는 것을 그 특징으로 한다.

상기 식들에서, R은 페닐기 또는 메틸기를 나타낸다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 일련의 반응식으로 간략하게 나타내면 다음과 같다.

이와 같은 본 발명을 반응의 각 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명의 첫단계는 상기 일반식 (Ⅱ)로 표시되는 2-페닐-2-메틸프로필 클로라이드를 유기용매와 진한 황산 존재하에서 진한 황산과 질산의 혼합산용액과 반응시키므로써 상기 일반식 (Ⅲ)으로 표시되는 2-(4-니트로페닐) -2-메틸프로필 클로라이드를 제조하는 반응인데, 이때 사용되는 혼합산용액은 황산과 질산을 부피비율로 0.5 : 1 내지 1 : 0.5의 비율로 혼합 조성하는 것이 적당하고, 질산의 사용량은 상기 일반식(Ⅱ)의 화합물에 대하여 1.0 내지 1.2몰배로서 사용하며, 이러한 첫단계 반응은 -30℃ 내지 20℃, 바람직하게는 -20℃ 내지 10℃의 온도에서 실시하는 것이 좋다.

또, 상기 유기용매로는 디클로로메탄, 클로로포름, 디클로로에탄, 카본 디설파이드, 니트로메탄, 니트로벤젠 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 클로로포름을 사용하는 것이 좋다.

상기와 같이 하여 얻어진 일반식 (Ⅲ)의 2- (4-니트로페닐)-2-메틸프로필 클로라이드의 순도는 80% 이상이며, 이를 정제하기 위해서는 진공분별증류 및 스팀증류, 재결정법 등을 사용할 수 있는데, 특히 재결정법을 사용하는 것이 편리할 뿐 아니라 고순도의 목적화합물을 얻을 수 있고, 이때 재결정 용매로서는 헥산, 펜탄, 헵탄, 페트로리움 에테르, 벤젠 등을 사용할 수 있으며, 그 결과로서 얻어지는 목적화합물의 수율은 75% 이상이고, 순도는 98% 이상이다.

본 발명의 두번째 단계는 상기 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 클로라이드를 극성유기용매 존재하에서 벤조익산 또는 초산의 알칼리 또는 알칼리토금속염과 요오드화나트륨 또는 브롬화나트륨 등의 금속할라이드 촉매하에서 가열반응시켜 상기 일간식(Ⅳ)로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올 카르복실레이트를 제조하는 반응이다.

상기와 같은 반응에서 사용되기에 적합한 유기용매는 헥사메틸 포스포릭 트리아미드(HMPT), 디메틸 설폭사이드(DMSO), N, N-디메틸 포름아미드(DMF), N, N-디메틸 아세트아미드(DMAc) 등이며, 상기촉매로는 요오드화 나트륨, 브롬화나트륨 등을 사용하고, 그 사용량은 상기 일반식(Ⅲ)의 화합물에 대하여 0.3 내지 1.0 몰배로 사용하는 것이 적당하다.

또한, 상기 반응에 사용되는 카르복실레이트 금속염은 상기 일반식(Ⅲ)의 화합물에 대하여 1.2 내지 1.5 몰배로 사용하는 것이 적당하고, 이와 같은 반응은 사용하는 유기용매의 환류온도를 유지하면서 실시하는 것이 좋으며, 바람직하게는 140℃ 내지 180℃의 온도에서 실시하는 것이 좋다.

본 발명의 세번째 단계는 상기 일반식(Ⅳ)의 화합물을 수용액이나, 또는 메틸알콜 또는 에틸알콜의 수용액에서 알칼리금속 또는 알칼리토금속 염기를 사용하여 가수분해시키므로써 상기 일반식(Ⅴ)의 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올을 제조하는 것인데, 여기서 상기 금속염기로는 나트륨(Na), 칼륨(K), 칼슘(Ca)의 히드록사이드 또는 카보네이트를 사용하는 것이 적당하며, 그 사용량은 상기 일반식(Ⅳ)의 화합물에 대하여 1.1 내지 3.0당량이 적당하고, 이때의 반응온도는 20℃ 내지 100℃가 적당하다.

본 발명의 네번째 단계는 상기 일반식 (Ⅴ)로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올을 수용액에서 산촉매와 전이금속을 사용하여 환원시켜서 본 발명의 최종 목적화합물인 상기 일반식(Ⅰ)로 표시되는 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올을 제조하는 반응이다.

이때 사용되는 전이금속으로는 철(Fe), 아연(Zn), 주석(Sn) 등이고, 그 사용량은 상기 일반식(Ⅴ)의 화합물에 대하여 2.5 내지 4.0 몰배가 적당하며, 산촉매로서는 초산 또는 염산을 상기 일반식(Ⅴ)의 화합물에 대하여 0.01 내지 0.2 몰배로 사용하는 것이 적당하다.

이와 같은 반응은 50℃ 내지 100℃, 바람직하게는 70℃ 내지 100℃의 온도에서 실시하는 것이 좋다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

2-(4-이미노페닐)-2-메틸프로필 알코올의 제조

95％ 황산 200㎖, 클로로포름 400㎖의 용액에 2-페닐-2-메틸프로필 클로라이드 100g(0.59mole)을 교반하면서 온도를 -20℃로 유지시키고, 여기에 60％ 질산 59㎖와 95％ 황산 59㎖로 제조된 혼합산용액을 -20℃ 내지 -10℃를 유지하면서 2시간에 걸쳐서 적가한 후, 상기 온도를 계속 유지하면서 30분간 교반한다. 이때 얻어진 반응혼합물을 얼음 1㎏에 가하고, 클로로포름층을 수용액으로부터 분리한 후, 수용액층을 클로로포름 500㎖로 추출하고, 추출한 유기층을 먼저의 클로로포름층과 합친후, 물 500㎖와 포화(NaHCO₃) 수용액 500㎖로 각각 씻어준 후, 황산 마그네슘으로 건조하고, 여과 및 증류하여 127g(순도86％)의 생성물을 얻은 다음, 이 생성물을 헥산 600㎖로 재결정하여 순수한 2- (4-니트로페닐)-2-메틸프로필 클로라이드 103.4g을 얻는다.

다음 단계로, 앞에서 얻어진 화합물과 나트륨 벤조에이트 90.10g, 나트륨 브로마이드 14.90g의 혼합물을 N, N-디메틸아세르아미드 1.5ℓ에서 15시간동안 환류교반하고, 용매를 진공증류로 회수한 후, 그 잔류물을 에틸아세테이트 2ℓ와 물 1ℓ를 사용하여 용해하고, 유기층을 분리한다. 분리된 수용액층을 에틸아세테이트 500㎖로 두번 추출하고 상기 유기층과 합친 후, 포화소금물 500㎖와 0.1N HCl 수용액 500㎖로 각각 씻어내고, 황산 마그네슘으로 건조하고, 여과 및 증류하여 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올벤조에이트 143.6g을 얻는다.

다시, 상기 생성물과 수산화나트륨 36.0(문자)을 90％ 메틸알코올 수용액 700㎖에서 2시간동안 환류교반한 후, 반응물을 냉각하고, 용매를 감압하에서 회수한 다음, 잔류물을 클로로포름 2 1와 증류수 500㎖에 용해하여, 유기층을 분리, 잔류된 수용액 층을 다시 클로로포름 500㎖로 추출하여 상기 유기층과 합친다.

이와 같이 합한 유기층을 0.1N HCl 수용액 500㎖로 씻고, 황산 마그네슘으로 건조, 여과후 농축하여 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올 92.4g을 얻는다.

그후, 다음 단계로 상기 화합물과 분말상의 철 79.30g, 빙초산 2.0g 및 물 600㎖의 혼합용액을 2시간동안 환류교반하고, 냉각후, 디클로로메탄 11를 첨가하여 30분간 교반한 다음, 셀라이트층으로 감압여과 한다. 이어서, 여과된 용액에서 유기층을 분리한 후, 잔류된 수용액층을 디클로로메탄 200㎖로 두번추출하여, 상기 유기층과 합한다. 합한 유기층을 황산 마그네슘으로 건조, 여과 및 농축하여 목적화합물 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올 75.1g(수율 76.6％)을 얻었다.

[실시예 2]

클로로포름 400㎖와 95% 황산 200㎖ 대신에, 니트로메탄 500㎖를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1의 방법과 동일하게 실시하여 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올 68.6g(수율 70.1％)을 얻었다.

[실시예 3 ]

상시 실시예 1의 나트륨 벤조에이트 90.10g와 나트륨 브로마이드 14.90g 대신에, 나트륨 아세테이트 59.20g과 나트륨 브로마이드 49.30g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일하게 실시하여 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올 73.0g(수율 74.6％)을 얻었다.

[실시예 4]

상기 실시예 1의 철 79.30g 대신에 아연 79.65g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일하게 실시하여 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올 73.0g(수율 74.6g)을 얻었다.

Claims

다음 일반식(Ⅰ)로 표시되는 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필 알코올을 제조하는데 있어서, i) 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 2-페닐-2-메틸프로필클로라이드를 유기용매와 진한 황산의 존재하에서 진한황산과 질산의 혼합산용액과 반응시켜서 다음 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필클로라이드를 제조하고, ii) 이 화합물을 극성유기용매 및 할로겐화 나트륨 촉매존재하에서 다음 일반식(Ⅳ)으로 표시되는 화합물과 가열반응시켜 다음 일반식(Ⅳ)로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필알코올 카르복실레이트를 제조한 다음, iii) 이를 수용액중에서 금속염기와 가수분해하여 다음 일반식(Ⅴ)로 표시되는 2-(4-니트로페닐)-2-메틸프로필 알코올을 제조한 후, iv) 상기와 같이 제조된 화합물을 수용액 및 산촉매 존재하에서 전이금속과 반응시키는 것을 특징으로 하는 2-(4-아미노페닐)-2-메틸프로필알코올의 제조방법 .

상기 식들에서 R은 페닐기 또는 메틸기를 나타낸다.
제1항에 있어서, 상기 유기용매는 디클로로메탄, 디클로로에탄, 를로로포름, 카본 디설파이드, 니트로메탄, 니트로벤젠임을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 질산의 사용량은 상기 일반식(Ⅱ)의 화합물에 대하며 1.0 내지 1.2 몰배임을특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 극성유기용매로는 헥사메틸 포스포릭트리아미드(HMPT), 디메틸 설폭사이드(DMSO), N, N-디메틸 포름아미드(DMF) 또는 N, N-디메틸 아세트아미드(DMAc)를 사용함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 할로겐화나트륨은 요오드화 나트륨 또는 브롬화나트륨임을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 할로겐화나트륨은 상기 일반식(Ⅲ)의 화합물에 대하여 0.3 내지 1.0 몰배로 사용함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 금속염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 수소화탄산칼륨, 수소화탄산칼슘임을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 산촉매로는 염산 또는 초산을 사용함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 전이금속은 철, 아연. 주석임을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제9항에 있어서, 상기 전이금속은 상기 일반식 (Ⅴ)의 화합물에 대하여 2.5 내지 4,0몰배로 사용함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 일반식(Ⅵ)로 표시되는 카르복실레이트 금속염은 상기 일반식 (Ⅲ)의 화합물에 대하여 1.2 내지 1.5 몰배로 사용함을 특징으로 하는 방법.