KR810000423B1

KR810000423B1 - N-알킬디페닐아민 유도체의 제조방법

Info

Publication number: KR810000423B1
Application number: KR7602350A
Authority: KR
Inventors: 제임스 크린톤 알버트; 올리버 프룬 케트 오도 허티 죠지
Original assignee: 에베레트 에프 · 스미스; 일라이 릴리 앤드 캄파니
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1981-05-01

Abstract

내용 없음.

Description

N-알킬디페닐아민 유도체의 제조방법

본 발명은 쥐약으로 유효한 다음 구조식(I)인 새로운 디페닐아민 유도체의 제법에 관한 것이다.

상기 구조식에서 R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, R¹과 R²는 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, R³는 수소 또는 메틸이고, 단 R¹, R²와 R³중의 하나는 수소가 아닌 다른 그룹을 뜻한다.본 발명은 아닐닐과 2-할로-3,5-디니트로 벤조트리플루오라이드를 반응시킴을 특징으로 하는 아미노성 질수에 저급알킬 치환체를 갖는 새로운 디페닐아민의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 쥐약 및 유기화합물 제조방법에 관한 것이고, 취약 제조를 위한 새로운 중간생성물의 제법을 제시한다.

쥐약은 오랜동안 연구의 대상이 되어 왔다. 쥐와 생쥐는 많은 질병을 전염하며 사람살고 있는 곳에 많은 피해를 주는 것이다. 그것들은 빌딩을 파손하고 오염시키며 굴을 파거나 서식지를 만듬에 의해 빌딩을 파괴시킨다. 많은 수의 쥐는 음식물을 소비하거나 오염시킨다.

많은 쥐약이 발견되어 왔으며 실제도 여전히 이러한 많은 쥐약들을 사용하고 있다. 아마 현존의 가장 좋은 쥐약은 유기화합물인 와르파린이다. 그러나 쥐들은 이제 현존의 쥐약에 대해서 내성이 점차 커지고 있다. 비소 또는 탈륨화합물과 같은 금속성 독물은 어느 정도 사용하기는 하나 분명히 사람은 유용동물에 위험스런 것이다.

본 발명에 따른 3급 디페닐아민 화합물은 이전에 알려진 일이 없다. 그러나 2급 디페닐아민은 살균제 및 살충제로 이미 알려져 있다.

본 발명은 다음 구조식(II)인 2-할로-3,5-디니트로벤조트리플루오라이드 화합물을 다음 구조식(III)인 아날린과 반응시키고 이어서 N-알킬화시킴을 특징으로 하여 다음 구조식(I)인 새로운 디페닐아민 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기 구조식에서 R¹, R², R³는 상기 기술한 바와 같고 X는 할로겐이다.

본 명세서에 기술된 모든 화합물은 비록 명명법에 따르면 그렇게 불리지 않는다 손 치더라도 일관성과 명료성을 위해 디페닐아민으로 명명하기도 한다.

이후에 기술된 모든 백분율과 부는 중량비에 의한 것이며 그리고 모든 온도는 섭씨이다.

다음예의 화합물은 본 발명을 완전키 위해서만 언급한 것들이다.

N, 2-디메틸-2', 4'--디니트로-6'-트리플루오로 메틸디페닐아민, N-에틸-3-메틸-2', 4'-디니트로-6'-트리플루오로 메틸디페닐아민, 4-메틸-2', 4'-디니트로-N-프로필-6'-트리플루오로메틸디페닐아민, 2-메틸-2', 4'-디니트로-N-프로필-6'-트리플루오로메틸디페닐아민, 2,4-디니트로-N-프로필-3', 6'-비스(트리플루오로메틸)디페닐아민, N-에틸-2,4-디니트로-2', 6'-비스(트리플루오로메틸)디페닐아민, 3-메틸-2', 4'-디니트로-N-프로필-6'-트리플루오로메틸디페닐아민, N-에틸-4-메틸-2', 4'-디니트로-6'-트리플루오로메틸디페닐아민, 본 발명의 바람직한 화합물은 N-메틸-2, 4--디니트로-6-트리플루오로 메틸디페닐아민, N-에틸-2, 4-디니트로-6-트리플루오로 메틸디페닐아민, 2, 4-디니트로-N-프로필-6-트리플루오로 메틸디페닐아민, N-메틸-2, 4-디니트로-3', 6'-비스(트리플루오로 메틸)디페닐아민과 N-메틸-2, 4-디니트로-2', 6-비스(트리플루오로 메틸)디페닐아민이 있다.

구조식(I)화합물은 다음과 같은 과정을 거쳐서 제조된다.

상기 구조식에서 ＂할로＂라고 용어는 통상의 4가지 할로겐원자이며, 염소와 불소가 바람직하고 염소가 가장 통상적으로 편리한 것이다.

상기 반응과정중 각 단계는 유기화학분야에 있어서 특이한 것이 아니며, 유기화학분야의 전문가는 쉽게 유도할 수 있는 반응이다. 아닐린과 벤조트리 플루오라이드 링을 결합하는 커플링반응은 비교적 낮은 -20℃ 내지 10℃의 온도에서, 수화나트륨 존재하의 디메틸포름아마이드중에서 진행되어진다.다른 매질도 마찬가지로 유용하다. 반응은 예를 들어 에탄올과 같은 알칸올중에서, 10℃ 내지 25℃의 약간 더 높은 온도에서도 진행시킬 수 있다. 아세톤과 메틸아틸케톤과 같은 케톤과 디에틸에테르와 테트라하이드드푸탄과 같은 에테르와 같은 다른 용매도 또한 만족스런 반응용매이다.

일반적으로 강염기는 산제거제로써 필요하다. 상기 언급한 수산화나트륨이 일반적으로 가장 유용한 염기이나 수산화나트륨과 탄산나트륨과 같은 무기염기와 피리딘과 트리에틸아민과 같은 유기 3급 아민과 같은 다른 염기와 출발물질인 아닐린을 과량 사용하는 것도 유용하게 사용할 수 있다.

디페닐아민의 N-알킬화는 디알킬 설페이트 또는 알킬할라이드와 같은 반응물질과 염기존재하에서 행해진다. 디알킬설포네이트를 사용할 때의 바람직한 용매는 아세톤이다.테트라하이드로푸란, 디옥산과 디에틸에트르와 같은 다른 용매는 역시 헥산과 옥탄과 같은 알칸같이 유용하게 사용된다. 디메틸포름 아미드는 비록 아세톤이 역시 우수하기는 하나 알킬할라이드로의 알킬화에 적합한 용매이다.

상기 기술된 다른 용매도 유용하게 사용된다.

알킬화반응에 사용하는 바람직한 염기는 탈수효과를 가진 것으로 특히 탄산나트륨이 좋다. 그러나 탄산알카리금속염, 중산탄알카리금속염과 수산화알카리금속염과 같은 다른 무기염기도 수화나트륨같이 사용할 수 있다. 사용되는 염기의 양은 반응온도에 달려있다. 반응온도가 알킬화 단계에서 높으면 높을 수록 염기의 과량 사용량은 점점 많아진다. 반응온도가 대략 실온이면 디페닐아민 몰당 2몰정도의 약간 과량의 염기를 사용해야 한다. 100℃정도의 아주 높은 온도일 경우에는 10배정도의 더욱 많은 과량의 염기를 사용해야만 한다.

알킬화 반응혼액에는 물로 인한 오염이 없도록 해야하는 것이 중요하다.

일반적으로 디알킬 설페이트로의 알킬화에 있어서 비록 실온 내지 환류온도까지 적용시킬 수는 있지만 80℃정도가 가장 좋은 반응온도이다. 20℃ 내지 35℃정도의 실온에 가까운 조건은 알킬할라이드로부터의 알킬화에 바람직한 것이다. 그러나 150℃정도까지 온도를 올려서도 반응시킬 수 있다.

출발물질인 치환된 아닐린과 페닐할라미드는 통상의 화학에 관한 문헌에 알려진 방법에 의해 쉽게 얻을 수 있다.

트리플루오로메틸로 치환된 아닐린은 화학자들이 아는 바와 같이 원하는 트리플루오로메틸의 위치에 산 그룹을 가진 카복실산으로 치환된 아닐린을 처음에 얻음에 의해서 제조되어지는 것이 가장 좋은 방법이다. 산 그룹은 사불화 유황으로 불소화시킨다.

다음 실시예는 전형적인 구조식(I)화합물의 제법을 제시함으로 하여 유기화학자들이 쉽게 원하는 화합물을 얻을 수 있게 하기 위한 것이다. 실시예의 생성물은 N.M.R 분석, 원소미량분석, 박층크로마토그래피로 동일물임을 확인한 것이며 몇몇 경우에는 질량 분석과 I.R.분석에 의해 확인한 것이다.

[실시예1]

N-메틸-2, 4-디니트로-6-트리플루오로메틸디페닐아민

27g의 2-클로로-3,5-디니트로벤조트리플루오라이드를 20g의 아닐린과 75ml의 에탄올에 가한다. 실온에서 잠깐 교반시킨후에 반응화합물에 원하는 중간 생성물의 소량의 샘플을 결정핵으로 넣어주고 즉시 침전을 시킨다. 침전을 여과 분리하여 28.5g의 2, 4-디니트로-6-트리플루오로메틸디페닐아민임을 확인한다.

중간생성물을 두가지 다른 방법으로 N-메틸화하며 분명히 밝히기 위해 두개 모두 기술하기로 한다.

A) 3.3g의 중간생성물인 디페닐 아민을 15ml의 디메틸포름아미드로 처리하고 1.3g의 수산화나트륨을 가해준다. 혼액을 실온에서 교반하고 1.5ml의 메틸요다이드를 가해주며 이때 발열을 하게 된다. 30분 내지 1시간 후에 다시 2ml의 메틸요다이드를 가하고 혼액을 약간 가열해준다. 그 후 다시 2시간 후에 반응혼액을 다량의 냉수에 가하고 수층을 경사시켜 분리해낸다. 잔류하는 기름상물질을 디에틸에테르로 처리하고 황산마그네슘과 목탄과 함께 교반해준다. 고체물집을 여과해 낸 후 용액을 증발건조하여 2.4g의 암적색 기름상 물질을 얻으며 냉각시켜 고화한다. 고체물집을 석유에테르와 함께 가열해주고 냉각하고 여과하여 2.4g의 N-메틸-2, 4-디니트로-6-트리플루오로메틸디페닐아민을 얻는다. 융점 84 내지 86℃

계산치 : C 49.28% H 2.95% N 12.31%

실측치 : 49.24% 3.05 12.31%

B) 11g의 중간생성물인 디페닐아민을 45ml의 디옥산, 14g의 탄산나트륨과 6ml의 디메틸셀페이트와 혼합하고 환류온도에서 24시간 동안 교반해준다. 또 12ml의 디메틸설페이트와 10g의 탄산나트륨을 그 후에 가해주고 혼액을 2시간 더 환류온도에서 교반해 준다. 그 후에 그것을 물에 붓고 4시간 동안 교반해 준다. 수층을 경사시켜 분리하고 잔류물을 메틸렌클로라이드로 처리하고 여과한다.

용질은 약 10g의 조 N-메틸-2, 4-디니트로-6-트리플루오로메틸디페닐아민으로 확인된다.

[실시예 2]

2, 4-디니트로-N-프로필-6-트리플루오로메틸디페닐아민

5g의 실시예 1의 첫단계에서 제조된 디페닐아민의 중간생성물을 80ml의 디메틸포름아미드중의 프로필 요다이드로 20g의 탄산나트륨 존재하에서 알킬화시킨다. 반응혼액을 72시간동안 100℃에서 교반해 준다. 생성물을 물로 반응 혼합물을 냉각시키고 메틸렌클로라이드로 추출하여 진공상태에서 용매로 증발시킴에 의해 회수한다. 조생성물의 용출제로 톨루엔을 사용하여 실리카겔 컬럼으로 크로마토그래피하여 정제하여 1.2,g의 순수한 생성을 액체상태로 얻는다.

N.M.R피크 : 0.93(3중선), 1.35-2.05, 3.59, 6.45-6.78, 6.82-7.38, 8.63과 8.76

[실시예 3]

N-메틸-2, 4-디니트로-2', 6-비스(트리플루오로메틸)디페닐아민

실시예 1의 방법에 따라 4.8g의 2-아미노벤조트리플루오라이드를 8.1의 2-클로로-3, 5-디니트로 벤조트리플루오라이드와 커플링시켜 4.5g의 2, 4-디니트로-2', 6-비스(트리플루오로메틸)디페닐아민을 얻으며 이는 용출제로서 메틸렌 클로라이드를 사용하여 실리카겔 컬럼으로 크로마토그래피하여 정제하여 얻는다.

2g의 상기 중간생성물을 5ml의 디메틸 설페이트로 탄산나트륨 존재하의 아세톤중에서 알킬화시킨다. 생성물을 에탄올로 재결정하여 75mg의 N-메틸-2, 4-디니트로-2', 6-비스(트리플루오로메틸)디페닐아민을 얻는다. 융점 : 148 내지 149℃

계산치 : C 44.02% H 2.22% N 10.27%

실측치 : 43.73% 2.26 10.09

[실시예 4]

N, 4-디메틸-2', 4'-디니트로-6'-트리플루오로메틸 디페닐아민

10g의 P-톨루이딘을 에탄올중에서 실시예 1의 방법에 따라 12.6g의 2-클로로-3, 5-디니트로벤조트리플루오라이드로 커플링시킨다. 중간 생성물을 여과하여 회수하며 이는 10.1g의 4-디메틸-2', 4'-디니트로-6'-트리플루오로메틸디페닐아민으로 확인된다.

1g의 상기 중간생성물을 5g의 탄산나트륨 존재하의 12ml의 아세톤중에서 5ml의 메틸요다이드로 알킬화시킨다. 혼액을 96시간동안 환류온도에서 교반해준다. 그 후에 혼액을 증발건조하여 잔사를 150ml의 뜨거운 핵산으로 두차례 처리한다. 핵산을 뜨거운 채로 여과해내며 그 여액을 진공상태에서 증발건조한다. 잔사를 에탄올 재결정하여 750mg의 N, 4-디메틸-2', 4'-디니트로-6'-트리플루오로메틸디페닐아민을 얻는다. 융점 : 124 내지 125℃

계산치 : C 50.71% H 3.40 N 11.83%

실측치 : 50.51% 3.35 11.75

[실시예 5]

N-메틸-2, 4-디니트로-3',6-비스(트리플루오로메틸)디페닐아민

20g의 3-아미노벤조트리플루오로라이드를 200ml의 무수 에탄올중에서, 환류온도에서 밤새도록 16.8g의 2-클로로-3, 5-니트로트리플벤조루오라이드와 커플링시킨다. 그 후에 에탄올을 진공상태에서 제거하고 생성물을 톨루엔에 용해시킴에 의해 염산염인 부생성물로 분리해낸다. 그 후에 툴루엔을 증발건조시키고 중간생성물을 에탄올로 재결정하여 13g의 2, 4-디니트로-3',6-비스(트리플루오로메틸)디페닐아민을 얻는다. 융점 : 99 내지 100℃

4g의 상기 중간생성물을 그 후에 실시예 1B의 제법에 따라 탄산나트륨 존재하의 아세톤중에서 10ml의 디메틸설페이트로 알킬화시킨다. 생성물을 에탄올로 재결정하여 2g의 N-메틸-2, 4-디니트로-3',6-비스(트리플루오로메틸)디페닐아민을 얻는다. 융점 : 108 내지 109℃

계산치 : C 44.02% H 2.22 N 10.27%

실측치 : 44.01% 2.35% 10.23%

[실시예 6]

N, 2-디메틸-2', 4'-디니트로-6'-트리플루오로메틸 디페닐아민

15g의 0-톨루이딘을 150ml의 에탄올중에서 18.9의 2-클로로-3, 5-디니트로벤조트리플루오라이드로 환류온도에서 밤새도록 커플링시킨다. 혼액을 냉각시켜 침전을 생성시킨 침전을 모은다. 이물질 6.8g의 2-디메틸-2', 4'-디니트로-6'-트리플루오로메틸 디페닐아민으로 확인된다.

상기 중간생성물을 12g의 탄산나트륨 존재하의 25의 아세톤중에서 20ml의 디메틸설페이트로 알킬화시킨다. 혼액을 24시간 동안 환류온도에 방치한 후 50ml의 물로 희석해준다. 수층을 경사시켜 분리하고 잔사를 메틸렌클로라이드로 처리하여 물로 세척하고 여과하고 증발건조시킨다. 증발시킨 후에 남은 잔사를 용출제로 펜탄/메틸렌클로라이드(1 : 1)을 사용하여 실리카겔 컬럼으로 크로마토그래피하여 정제하여 4g의 순수한 N₁-2-디메틸-2', 4'-디니트로-6'-트리플루오로메틸 디페닐아민을 얻는다. 융점 : 106 내지 108℃

계산치 : C 50.71% H 3.40% N 11.83%

실측치 : 50.88% 3.46% 12.08%

구조식(I)의 중간생성물은 적당히 아닐린링을 할로겐화하거나 니트로화하여 중요한 일련의 쥐약의 제법에 이용된다. 반응은 유기화학분야의 통상방법에 따라서 진행시킨다.

예를 들면 할로겐화는 초산 또는 메틸렌 클로라이드 또는 클로로포름 또는 사염화탄소와 같은 할로겐화된 용매중의 원소상의 할로겐으로 통상적인 방법으로 실시하는 것이 가장 좋다. 실온에서 할로겐화가 통상적으로 유효하거나 반응속도를 증가시키기 위해서는 25 내지 50℃범위의 온도로 약간 가열해주는 것이 좋다. 염소화는 원소상의 기체 할로겐으로 하는 것이 좋으나 브롬화는 비록 원속상의 브롬으로 반응시키는 것이 통상적으로 매우 만족스러운 것이기는 하나 N-브로모 석신아마이드와 디브로모이소시안우린산과 같은 브롬화제를 사용하는 것이 가장 좋다.

요오드화는 반응물질로 염화요오드를 사용하는 것이 가장 좋다.

4-치환제를 갖지 않는 화합물을 제조하고자 할 때는 자주 할로겐화 하기전에 4-위치를 보호하는 것이 필요하다. 보호차단 그룹으로는 쉽게 부가하고 쉽게 제거할 수 있는 설폰산그룹을 사용하는 것이 가장 편리하다.

아닐린링의 니트로 그룹의 도입은 실온에서 초산중의 농질산에 의해 쉽게 이루어진다. 역시 그 밖의 니트로화 반응을 사용할 수도 있으며 그예는 온도를 높여서 농질산과 황산의 혼합액으로 니트로화하는 방법이 있다. 일반적으로 니트로화 반응에서는 산자체 이외의 다른 용매는 사용하지 않는다.

Claims

다음 구조식(II)인 2-할로-3,5-디니트로벤조트리플루오라이드 화합물을 다음 구조식(III)인 아닐린과 반응시키고 이어 얻어진 화합물을 N-알킬화시킴을 특징으로 하여 다음 구조식(I)인 화합물을 제조하는 방법.

상기 구조식에서 R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, R¹과 R²는 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, R³는 수소 또는 메틸이며, (단 R¹, R²,와 R³중의 하나는 수소가 아닌 다른 그룹을 뜻함) X는 할로겐이다.