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메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING A METHYLENE DISULFONATE COMPOUND}
본 발명은 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
메틸렌디설포네이트 화합물은 백혈병 동물 치료약 등의 의약품으로서 유용한 화합물이다. 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법으로서는, 여러 가지 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는 하기 반응식에 따라서 설포닐클로라이드와 탄산은을 반응시켜서 얻어지는 설폰산은을 요드메탄과 반응시키는 방법이 개시되어 있다. 하기 반응식 중, R은 수소 원자 또는 메틸기이다. 그러나 이 제조 방법은 사용하는 탄산은이나 요드메탄이 고가이고, 반응 속도가 느리다는 결점이 있다. 또, 특허 문헌 2에는 하기 반응식에 따라서 알칸디설폰산 등과 메틸렌디아세테이트 등을 반응시키는 방법이 개시되어 있다. 하기 식 중, R' 및 R”는 각각 수소 원자 또는 알킬기이다. 그러나 이 제조 방법은 사용하는 메틸렌디아세테이트 등은 입수가 반드시 용이하지는 않고, 고가이며, 또한, 원료인 알칸디설폰산도 고가이어서, 공업적 제조에 적합한 방법은 아니다.
특허 문헌 1: 일본국 특표소61―501089호 공보
특허 문헌 2: 일본국 특개2005―336155호 공보
본 발명은 상기한 종래 기술의 현상을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주요한 목적은 메틸렌디설포네이트 화합물을 저가로 용이하게 제조하는 것이 가능한, 공업적으로 유리한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기한 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭해 왔다. 그 결과, 알칸디설폰산의 알칼리 금속염, 알칼리 토류 금속염 등의 금속염은 알칸디설폰산과 비교하여 저가인 물질이고, 이것을 원료로 하여 산과 탈수제의 존재 하에 포름알데히드 화합물과 반응시키는 방법에 따르면, 목적으로 하는 메틸렌디설포네이트 화합물을 저가이고, 또한, 용이하게 제조하는 것이 가능하게 되는 것을 발견하고, 여기에 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 하기의 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법을 제공하는 것이다. 항 1.하기 식(1): (식 중, R 1 및 R 2 는 각각 독립하여 수소 원자, 또는 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋은 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. n은 1∼4의 정수를 나타내고, n이 2∼4의 정수를 나타낼 때, n개의 R 1 및 n개의 R 2 는 각각 서로 동일해도 좋고, 달라 있어도 좋다. X는 알칼리 금속을 나타낸다.)으로 나타내어지는 알칸디설폰산 알칼리 금속염 및 하기 식 (2): (식 중, R 1 및 R 2 는 각각 독립하여 수소 원자, 또는 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋은 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다. n은 1∼4의 정수를 나타내고, n이 2∼4의 정수를 나타낼 때, n개의 R 1 및 n개의 R 2 는 각각 서로 동일해도 좋고, 달라 있어도 좋다. Y는 알칼리 토류 금속을 나타낸다.)로 나타내어지는 알칸디설폰산 알칼리 토류 금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 알칸디설폰산염과 포름알데히드 화합물을 산 및 탈수제의 존재 하에 있어서 반응시키는 것을 특징으로 하는 식(3): (식 중, R 1 및 R 2 는 각각 식(1) 및 (2)에 있어서의 R 1 및 R 2 와 같은 기를 나타내고, n은 식(1) 및 (2)에 있어서의 n과 같은 정수를 나타낸다.)로 나타내어지는 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법. 항 2.포름알데히드 화합물이 파라포름알데히드, 무수 포름알데히드 및 트리옥산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종인 항 1에 기재된 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법. 항 3. 탈수제가 오산화인인 상기 항 1 또는 2에 기재된 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법. 항 4.산이 황산 또는 발연황산인 상기 항 1에서 3 중 어느 한 항에 기재된 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법. 항 5. 알칸디설폰산염이 식(1)에 있어서, X가 나트륨 또는 칼륨인 알칸디설폰산 알칼리 금속염인 상기 항 1에서 4 중 어느 한 항에 기재된 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법.
이하, 본 발명의 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. (1) 원료 화합물 (ⅰ) 알칸디설폰산 금속염 본 발명에서는 원료로서 하기 식(1): 으로 나타내어지는 알칸디설폰산 알칼리 금속염 및 하기 식(2): 로 나타내어지는 알칸디설폰산 알칼리 토류 금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 알칸디설폰산염을 이용한다. 식(1) 및 식(2)의 각각에 있어서, R 1 및 R 2 는 각각 독립하여 수소 원자, 또는 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋은 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타내고, n은 1∼4의 정수를 나타낸다. 또, X는 알칼리 금속을 나타내고, Y는 알칼리 토류 금속을 나타낸다. R 1 및 R 2 로 나타내어지는, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋은 탄소수 1∼4의 알킬기에 있어서, 할로겐 원자로서는, 염소 원자, 취소 원자, 불소 원자 등을 예시할 수 있다. 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋은 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n―프로필기, iso―프로필기, n―부틸기, iso―부틸기, sec―부틸기, tert―부틸기, 클로로메틸기, 브로모메틸기, 플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 R 1 및 R 2 로서는, 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 또는 n―프로필기가 바람직하다. 식(1) 및 식(2)에 있어서, n이 2∼4의 정수를 나타낼 때, n개의 R 1 및 n개의 R 2 는 각각 서로 동일해도 좋고, 또는 달라 있어도 좋다. 식(1)에 있어서, X로 나타내어지는 알칼리 금속으로서는, 리튬, 나트륨, 칼륨 등을 들 수 있다. 식(2)에 있어서, Y로 나타내어지는 알칼리 토류 금속으로서는, 마그네슘, 칼슘, 바륨 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 식(1)에 있어서, X가 나트륨 또는 칼륨인 알칸디설폰산 알칼리 금속염이 바람직하다. 식(1) 또는 식(2)로 나타내어지는 알칸디설폰산염의 구체예로서는, 메탄디설폰산나트륨, 1, 1―에탄디설폰산나트륨, 1, 2―에탄디설폰산나트륨, 1, 3―프로판디설폰산나트륨, 2, 2―프로판디설폰산나트륨, 1, 4―부탄디설폰산나트륨, 메탄디설폰산칼륨, 1, 2―에탄디설폰산화칼륨, 1, 3―프로판디설폰산칼륨, 메탄디설폰산칼슘, 1, 2―에탄디설폰산화칼슘, 메탄디설폰산마그네슘, 메탄디설폰산바륨, 1, 2―에탄디설폰산바륨, 1, 3―프로판디설폰산바륨, 1, 4―부탄디설폰산바륨 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 알칸디설폰산염은 시판하는 것을 사용해도 좋고, 비특허 문헌(Recueil des Travaux Chimiques des Pays―Bas, 48, 949―952(1929))을 참고로, 디클로로메탄과 아황산알칼리염을 수용매 중, 150∼160℃로 반응시켜서 합성한 것을 사용해도 좋다. (ⅱ) 포름알데히드 화합물 본 발명에서는 포름알데히드 화합물로서 예를 들면, 파라포름알데히드, 파라포름알데히드를 가열 처리하여 얻어지는 무수 포름알데히드, 파라포름알데히드를 산처리하여 얻어지는 트리옥산, 메틸알 등의 포름알데히드의 아세탈화물 등을 이용할 수 있다. 이들 중에서도 파라포름알데히드, 무수 포름알데히드 및 트리옥산이 적합하게 이용된다. 이들 포름알데히드 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
(2) 메틸렌디설포네이드 화합물의 제조 방법 본 발명에서는 상기한 식(1): (식 중, R 1 , R 2 및 n은 상기와 같다.)으로 나타내어지는 알칸디설폰산 알칼리 금속염 및 식(2): (식 중, R 1 , R 2 및 n은 상기와 같다.)로 나타내어지는 알칸디설폰산 알칼리 토류 금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 알칸디설폰산염을 원료로서 이용하여 산 및 탈수제의 존재 하에 있어서 해당 알칸디설폰산염과 포름알데히드 화합물을 반응시킴으로써 목적으로 하는 식(3): (식 중, R 1 , R 2 및 n은 상기와 같다.)로 나타내어지는 메틸렌디설포네이트 화합물을 얻을 수 있다. 이 반응에서는 포름알데히드 화합물의 사용 비율은 알칸디설폰산염의 총량 1몰에 대하여, 총량으로서 0.2∼10몰 정도인 것이 바람직하고, 0.3∼3몰 정도인 것이 보다 바람직하다. 포름알데히드 화합물의 사용 비율이 지나치게 적은 경우에는 반응이 완결되지 않을 염려가 있으며, 한편, 사용 비율이 지나치게 많아도 사용량에 알맞는 효과가 없어서 경제적이지는 않다. 본 발명의 제조 방법에서 이용하는 탈수제에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 오산화인, 오염화인, 옥시염화인, 염화티오닐, 염화아세틸, 무수초산 등을 이용할 수 있다. 이들 탈수제 중에서도 반응성이 높은 관점에서, 오산화인이 적합하게 이용된다. 또한, 이들 탈수제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다. 상기 탈수제의 사용 비율은 알칸디설폰산염의 총량 1몰에 대하여, 총량으로서 0.6∼10몰 정도인 것이 바람직하고, 0.8∼3몰 정도인 것이 보다 바람직하다. 탈수제의 사용 비율이 지나치게 적은 경우에는 반응이 완결되지 않을 염려가 있으며, 한편, 사용 비율이 지나치게 많아도 사용량에 알맞는 효과가 없어서 경제적이지는 않다. 본 발명의 제조 방법에서 이용하는 산으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 황산, 발연황산, 염화수소, 질산, 발연질산, 메탄설폰산, 무수초산 등을 이용할 수 있다. 이들 산 중에서도 반응성이 높고 가격의 관점에서, 황산 또는 발연황산이 적합하게 이용된다. 또한, 이들 산은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다. 산의 사용 비율은 알칸디설폰산염의 총량 1몰에 대하여, 총량으로서 0.1∼10몰 정도인 것이 바람직하고, 0.5∼5몰 정도인 것이 보다 바람직하다. 산의 사용 비율이 지나치게 적은 경우에는 반응이 완결되지 않을 염려가 있으며, 한편, 사용 비율이 지나치게 많아도 사용량에 알맞는 효과가 없어서 경제적이지는 않다. 본 발명에서는 필요에 따라서 반응에 불활성인 용매를 이용해도 좋다. 반응에 불활성인 용매로서는 예를 들면, 톨루엔, 크실렌, 모노클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 헥산, 헵탄, 데칸 등의 탄화수소계 용매; 디에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디이소프로필에테르, 디페닐에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 시클로펜틸메틸에테르 등의 에테르계 용매; 디메틸포름아미드, 헥사메틸인산트리아미드 등의 아미드계 용매; 초산에틸 등의 초산에스테르계 용매; 아세트니트릴 등의 니트릴계 용매; 메틸설폭시드, 설포란 등의 설폭시드ㆍ설폰계 용매 등을 들 수 있다. 용매의 사용량은 원료로서 이용하는 알칸디설폰산염 100중량부에 대하여, 통상 1000중량부 이하로 하면 좋다. 본 발명의 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법은 상기한 산 및 탈수제의 존재 하에 있어서, 알칸디설폰산염과 포름알데히드 화합물을 반응시키면 좋다. 구체적인 반응 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 반응 용기 중에 알칸디설폰산염, 산 및 탈수제를 넣고, 충분히 교반한 상태에서 포름알데히드 화합물을 첨가하면 좋다. 반응 온도는 통상 0∼200℃ 정도로 하면 좋고, 50∼150℃ 정도로 하는 것이 바람직하다. 반응 시간은 반응 온도에 따라 다르지만, 통상 0.1∼20시간으로 하면 좋다. 상기한 방법에 의해 하기 식(3): (식 중, R 1 , R 2 및 n은 상기와 같다.)로 나타내어지는 메틸렌디설포네이트 화합물을 얻을 수 있다. 식(3)로 나타내어지는 메틸렌디설포네이트 화합물의 구체예로서는 예를 들면, 메틸렌메탄디설포네이트(R 1 ＝R 2 ＝H, n＝1), 메틸렌1, 1―에탄디설포네이트(R 1 ＝CH 3 , R 2 ＝H, n＝1), 메틸렌1, 2―에탄디설포네이트(R 1 ＝R 2 ＝H, n＝2), 메틸렌1, 1―프로판디설포네이트(R 1 ＝CH 2 CH 3 , R 2 ＝H, n＝1), 메틸렌1, 2―프로판디설포네이트(R 1 ＝CH 3 및 H, R 2 ＝H, n＝2), 메틸렌1, 3―프로판디설포네이트(R 1 ＝R 2 ＝H, n＝3), 메틸렌2, 2―프로판디설포네이트(R 1 ＝CH 3 , R 2 ＝CH 3 , n＝1) 및 메틸렌1, 4―부탄디설포네이트(R 1 ＝R 2 ＝H, n＝4) 등을 들 수 있다. 상기한 방법으로 얻어지는 메틸렌디설포네이트 화합물은 예를 들면, 반응액으로부터 용매 등을 이용하여 추출 후, 수세 등을 거쳐서 결정화시키는 방법, 반응액을 여과하고, 여과액을 농축하는 방법 및 반응액으로부터 승화 정제시키는 방법 등에 의해 단리할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 따르면, 입수가 용이하고 저가인 화합물을 원료로 하여 비교적 간단한 제조 공정에 의하여 목적으로 하는 메틸렌디설포네이트 화합물을 용이하게 제조할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 제조 방법은 메틸렌디설포네이트 화합물의 제조 방법으로서 공업적으로 유리한 방법이다.
이하, 실시예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들의 실시예에 의하여 전혀 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 교반기, 냉각관, 온도계 및 적하 깔때기를 구비한 4구 플라스크에 메탄디설폰산나트륨염 11.0g(0.05몰), 농축 황산 5. 0g(0.05몰) 및 오산화인 7.2g(0.05몰)을 넣고, 교반 하, 실온에서 92％파라포름알데히드 1.6g(0.05몰)을 첨가했다. 첨가 종료 후, 120℃까지 승온하여 1시간 교반했다. 그 후, 실온까지 냉각하고, 염화메틸렌 200g을 첨가하여 1시간 교반 후, 불용물을 여과 분별했다. 여과액을 농축하여 얻어진 결정을 40℃, 10㎜Hg로 6시간 건조함으로써 상기 식(3)에 있어서의 R 1 및 R 2 가 함께 수소 원자이고, n이 1인 메틸렌메탄디설포네이트의 담갈색 결정 3. 8g을 얻었다. 얻어진 메틸렌메탄디설포네이트의 수율은 메탄디설폰산나트륨염에 대하여 40몰％이었다. 또한, 이 담갈색 결정이 메틸렌메탄디설포네이트인 것을 하기의 분석 결과에 의해 확인했다. 1 H―NMR(400MHz, CD 3 CN)δ(ppm):5. 32(s, 2H), 6. 00(s, 2H)
실시예 2 교반기, 냉각관, 온도계 및 적하 깔때기를 구비한 4구 플라스크에 메탄디설폰산칼륨염 12.6g(0.05몰), 농축 황산 2.5g(0.025몰) 및 오산화인 7.2g(0.05몰)을 넣고, 교반 하, 실온에서 92％ 파라포름알데히드 1.6g(0.05몰)을 첨가했다. 첨가 종료 후, 120℃까지 승온하여 1시간 교반했다. 그 후, 실온까지 냉각하고, 염화메틸렌 200g을 첨가하여 1시간 교반 후, 불용물을 여과 분별했다. 여과액을 농축하여 얻어진 결정을 40℃, 10㎜Hg로 6시간 건조함으로써 상기 식(3)에 있어서의 R 1 및 R 2 가 함께 수소 원자이고, n이 1인 메틸렌메탄디설포네이트의 담갈색 결정 4.8g을 얻었다. 얻어진 메틸렌메탄디설포네이트의 수율은 메탄디설폰산칼륨염에 대하여 51몰％이었다. 또한, 이 담갈색 결정이 메틸렌메탄디설포네이트인 것을 실시예 1과 마찬가지로 1 H―NMR의 분석 결과에 의해 확인했다.
실시예 3 교반기, 냉각관, 온도계 및 적하 깔때기를 구비한 4구 플라스크에 1, 2―에탄디설폰산나트륨염 11.0g(0.05몰), 농축 황산 2.5g(0.025몰) 및 오산화인 7.2g(0.05몰)을 넣고, 교반 하, 실온에서 92％파라포름알데히드 1.6g(0.05몰)을 첨가했다. 첨가 종료 후, 120℃까지 승온하여 5시간 교반했다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 처리하여 얻어진 결정을 40℃, 10㎜Hg로 6시간 건조함으로써 상기 식(3)에 있어서의 R 1 및 R 2 가 함께 수소 원자이고, n이 2인 메틸렌1, 2―에탄디설포네이트의 담갈색 결정 4.7g을 얻었다. 얻어진 메틸렌1, 2―에탄디설포네이트의 수율은 1, 2―에탄디설폰산나트륨염에 대하여 46몰％이었다. 또한, 이 담갈색 결정이 메틸렌1, 2―에탄디설포네이트인 것을 하기의 분석 결과에 의해 확인했다. 1 H―NMR(400MHz, CD 3 CN)δ(ppm):3. 80(s, 4H), 5. 61(s, 2H) |
