촉매양의 DMAP을 사용한 4-Hydroxybenzophenone의 효율적인 Acylation에 관한 연구

Abstract

효과적인 자외선 흡수제로 이용되고 있는 2,4-dihydroxybenzophenone 유도체 및 최근에 Human Neutrophil Elastase (HNE)의 새로운 억제제로 보고된 바 있는 acyloxybenzophenone 유도체의 효율적인 합성에 관한 실험을 하였다. 특히 4-hydroxybenzophenone의 acylation에 있어서 4-dimethylaminopyridine (DMAP)을 촉매로 사용함으로써 상당히 빠른 반응 시간과 더불어 수득율 증대를 유도시켰음은 물론 DMAP의 촉매 역할에 영향을 미치는 acylating reagent, 온도 및 용매 효과에 관해 살펴보았다. 합성된 물질은 4-hydroxybenzophenone, 4-propionyloxybenzophenone 및 4-benzoyloxybenzophenone으로서 이때 작용한 DMAP의 촉매 효과는 acylating reagent가 산 염화물 보다는 카르복실 산 무수물 일 경우에 더욱 크게 나타났고 반응 온도에도 상당한 영향을 받았으나, 용매 효과는 거의 관찰하지 못하였다. 반면에 2,4-dihydroxybenzophenone의 alkylation에 있어서도 DMAP을 촉매양 첨가함으로서 반응시간 및 수득율 면에서 그 효과를 확인하였고 위와 같은 결과를 가져다 주는 본 실험의 반응 메카니즘을 추정하기 위하여, 일반적으로 DMAP이 사용된 반응의 메카니즘으로 주목되어온 친핵성 촉매 반응의 반응 중간 생성물로 생각되는 N-substituted-4-dimethylaminopyridinium salts 중에서 N-methyl-4-dimethylaminopyridinium iodide를 제조하여 우선적으로 아세톤과 물의 혼합 용매 하에서 2,4-dihydroxybenzophenone과 반응 시켜 보았으나 용매 선택상의 적잖은 어려움으로 만족스러운 결과를 얻는데는 실패하였다. 결론적으로 DMAP을 촉매로 한 4-hydroxybenzophenone의 acylation은 일반적인 염기성 촉매 반응 보다는 친핵성 촉매 반응에 보다 가깝고, 그 뿐만 아니라 후자의 메카니즘에 의한 반응 중간 생성물의 성격에도 의존한다고 볼 수 있다.;Many studies have been performed for the efficient syntheses of 2,4-dihydroxybenzophenone derivatives which have been used as W light absorbers. Furthermore 4-hydroxybenzophenone derivatives have been reported as a new HNE inhibitor. In the present study, 4-acetoxybenzophenone, 4-propionyloxy- benzophenone, and 4-benzoyloxybenzophenone were prepared by acylation of 4-hydroxybenzophenone. The reaction was facilitated by the addition of a catalytic amount (5.00 mol%) of a 4-dimethylaminopyridine (DMAP). The esterification of 4-hydroxybenzophenone was accelerated in an increased temperature. Especially, in the presence of 4-dimethylaminopyridine, anhydrides is a more reactive acylating reagent than acid chlorides. This is a reversal of their normal reactivity. N-Methyl-4-dimethylaminopyridinium iodide, intermediate of the nucleophilic catalysis, was obtained by treatment of DMAP with methyl iodide. These experimental results indicate that DMAP derives its remarkable ability to catalyze acylations from its strongly nucleophilic character and general base catalysis of counter ion in intermediate.