CN102070521A

CN102070521A - 喹啉衍生物的制备方法

Info

Publication number: CN102070521A
Application number: CN 201110022488
Authority: CN
Inventors: 宋也; 王道林
Original assignee: BEIJNG CHENGYU CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: BEIJNG CHENGYU CHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2031-01-19
Also published as: CN102070521B

Abstract

本发明公开一种喹啉衍生物的制备方法，其在碘或碘化物催化下，于酸性离子液体中，通过苯胺或苯胺类衍生物与α、β-不饱和醛、酮进行环化反应，即得目的产物喹啉衍生物。本发明合成方法，具有反应选择性好，收率高，反应条件温和，产品易于分离、离子液体可回收使用，环境友好等特点，适合于工业化生产。

Description

喹啉衍生物的制备方法

技术领域

本发明属于化工领域，更具体的说是涉及一种喹啉衍生物的制备方法。

背景技术

喹啉衍生物是合成医药、农药、感光材料和染料等的重要中间体。作为已有的制备喹啉衍生物的方法，在文献(A.Weissberger and E.C Taylor，Heterocyclic Compounds，32(1)，100-117)中，介绍了在浓硫酸中，苯胺类同甘油或α、β-不饱和醛、酮在氧化铁、五氧化二磷等氧化剂存在下的制备方法，但副反应多，选择性差，收率低，并且产生的废水量很大，难以实现规模化生产。

在英国专利(GB：549502)中介绍了，在浓硫酸中以碘作为氧化剂，利用苯胺类和甘油制备喹啉类衍生物的方法。该方法喹啉的收率较低，同时大量甘油的使用给后处理带来困难。

在美国专利(US：3697400)中，介绍了在硝基苯存在下，以硫酸铜或硫酸亚铁为催化剂，在浓硫酸或浓盐酸中，苯胺类和丙烯醛制备喹啉类衍生物的方法，该方法提高了反应的收率，但大量硝基苯的使用给纯化过程中带来很多不利。

在美国专利(US：5130434)中，对上述方法进行改进，介绍了以五氧化二矾为催化剂，在浓硫酸或浓硝酸中，苯胺类和丙烯醛制备喹啉类衍生物的方法，该方法提高了反应的收率，但仍然使用了大量的强酸，给反应的后续处理带来不便，导致产生大量工业废弃物，造成环境的污染。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种反应条件易控，选择性好，收率高，操作过程简便的喹啉衍生物的制备方法。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种喹啉衍生物的制备方法，其在碘或碘化物催化下，于酸性离子液体中，通过苯胺或苯胺类衍生物与α、β-不饱和醛、酮进行环化反应，即得目的产物喹啉衍生物。

其反应原理如下：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄为氢、烷基、含氧烷基或芳基。

作为一种优选方案，本发明所述酸性离子液体具有如下结构：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄为烷基或含氧烷基；X为氯、溴、碘、硫酸氢根、磷酸二氢根或苯磺酸根；n＝2，3，4。

作为一种优选方案，本发明所述α、β-不饱和醛、酮具有如下结构：

其中，R₂、R₃、R₄为氢、烷基或芳基。

进一步地，本发明所述酸性离子液体的用量为苯胺或苯胺类衍生物(质量百分比)的0.5～5倍，优选为0.8～3倍。

更进一步地，本发明所述碘化物为碱金属或碱土金属碘化物，如碘化锂，碘化钠、碘化钾，碘化镁、碘化钙等。

另外，本发明所述碘化物催化剂的用量为苯胺或苯胺类衍生物(摩尔百分比)的0.1～10％，优选为0.5～5％。

其次，本发明所述环化反应时间为0.1～10小时，优选为0.5～5小时。

再次，本发明所述苯胺或苯胺类衍生物与α、β-不饱和醛、酮的摩尔比为1∶1～3，优选为1∶1～2。

本发明所述反应温度为50～150℃，优选为80～120℃。

本发明涉及的酸性离子液体，通过易得原料，按照文献方法(有机化学，2009，29卷，第5期，770；应用化工，2008，39卷，第10期，1125，等)制得。

本发明合成喹啉衍生物的方法，具有反应选择性好，收率高，反应条件温和，产品易于分离、离子液体可回收使用，环境友好等特点，适合于工业化生产。

具体实施方式

以下实施例将对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不受此实施例的限制。

实施例1

2-甲基喹啉的制备

在0.5升反应瓶中，加入苯胺(93克，1摩尔)，1-甲基-3-磺酸丙基咪唑硫酸氢盐(100克)，碘化钠(5克)，于100～105℃下，滴加巴豆醛(77克，1.1摩尔)，1.5小时加完，并在此温度下继续反应1小时。冷却，向反应液中加入水(300毫升)，用30％氢氧化钠中和至pH＝9～10，搅拌30分钟，用甲苯提取。

滤液经硫酸调至酸性，浓缩，回收离子液体。

甲苯溶液浓缩，经减压蒸馏，收集118～120℃/10mmHg馏分，得到2-甲基喹啉133克(收率93％)。

产品经气相色谱测定纯度为99.5％。

实施例2

3-甲基喹啉的制备

在0.5升反应瓶中，加入苯胺(93克，1摩尔)，(3-磺酸丙基)三乙基铵硫酸氢盐(100克)，碘化钾(3克)，于95～100℃下滴加α-甲基丙烯醛(77克，1.1摩尔)，1小时加完，并在此温度下继续反应1小时。冷却，向反应液中加入水(300毫升)，用30％氢氧化钠中和至pH＝9～10，搅拌30分钟，用甲苯提取。滤液经硫酸调至酸性，浓缩，回收离子液体。

甲苯溶液浓缩，经减压蒸馏，收集120～123℃/10mmHg馏分，得到3-甲基喹啉126克(收率88％)。

产品经气相色谱测定纯度为99.4％。

实施例3

4-甲基喹啉的制备

在0.5升反应瓶中，加入苯胺(93克，1摩尔)，1-甲基-3-磺酸丙基咪唑硫酸氢盐(100克)，碘(3克)，于90～95℃下滴加甲基乙烯酮(91克，1.3摩尔)，1.5小时加完，并在此温度下继续反应2小时。冷却，向反应液中加入水(300毫升)，用30％氢氧化钠中和至pH＝9～10，搅拌30分钟，用甲苯提取。滤液经硫酸调至酸性，浓缩，回收离子液体。

甲苯溶液浓缩，经减压蒸馏，收集130～132℃/5mmHg馏分，得到4-甲基喹啉131.5克(收率92％)。

产品经气相色谱测定纯度为99.7％。

实施例4

3，8-二甲基喹啉的制备

在0.5升反应瓶中，加入邻甲基苯胺(107克，1摩尔)，1-甲基-3-磺酸丁基咪唑硫酸氢盐(100克)，碘化钾(4克)，于90～95℃下滴加α-甲基丙烯醛(84克1.2摩尔)，1.5小时加完，并在此温度下继续反应1小时。冷却，向反应液中加入水(300毫升)，用30％氢氧化钠中和至pH＝9～10，搅拌30分钟，用甲苯提取。滤液经硫酸调至酸性，浓缩，回收离子液体。

甲苯溶液浓缩，经减压蒸馏，收集85～89/5mmHg馏分，得到3，8-二甲基喹啉144.4克(收率92％)。

产品经气相色谱测定纯度为99.5％。

实施例5

3，8-二甲基-7-氯喹啉的制备

在0.5升反应瓶中，加入3-氯-2-甲基苯胺(141.5克，1摩尔)，1-(3-磺酸丙基)吡啶硫酸氢盐(110克)，碘化钠(3克)，于110～115℃下滴加α-甲基丙烯醛(84克，1.2摩尔)，1.5小时加完，并在此温度下继续反应2小时。反应完毕后，冷却，向反应液中加入水(300毫升)，用30％氢氧化钠中和至pH＝9～10，搅拌30分钟，过滤析出的结晶，用乙酸乙酯-正己烷重结晶得到3，8-二甲基-7-氯喹啉164.7克(收率86％)。

产品经气相色谱测定纯度为99.5％。滤液经硫酸调至酸性，浓缩，回收离子液体。

比较例

用85％的浓硫酸代替实施例1中的酸性离子液体，其他反应条件不变。得到2-甲基喹啉的收率为78％。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：在碘或碘化物催化下，于酸性离子液体中，通过苯胺或苯胺类衍生物与α、β-不饱和醛、酮进行环化反应，即得目的产物喹啉衍生物。

2.根据权利要求1所述喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：所述酸性离子液体具有如下结构：

3.根据权利要求2所述喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：所述α、β-不饱和醛、酮具有如下结构：

其中，R₂、R₃、R₄为氢、烷基或芳基。

4.根据权利要求3所述喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：以质量百分比计，所述酸性离子液体的用量为苯胺或苯胺类衍生物的0.5～5倍。

5.根据权利要求4所述喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：所述碘化物为碱金属或碱土金属碘化物。

6.根据权利要求1～5之任一所述喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：以摩尔百分比计，所述碘化物催化剂的用量为苯胺或苯胺类衍生物的0.1～10％。

7.根据权利要求6所述喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：所述环化反应时间为0.1～10小时。

8.根据权利要求7所述喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：所述苯胺或苯胺类衍生物与α、β-不饱和醛、酮的摩尔比为1∶1～3。

9.根据权利要求8所述喹啉衍生物的制备方法，其特征在于：所述反应温度为50～150℃。