CN103333106B - 丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的新方法。本发明将摩尔比为1∶1.1的取代苯基希夫碱、丙烯腈加入到置有冰醋酸的反应容器中，搅拌均匀后加热并保温反应液至反应结束，将醋酸蒸除后，将残留物经薄层层析分离得到取代喹啉。本发明解决了以往存在的对底物要求严格，而且产品分离提纯很不方便，只适合特殊结构的喹啉衍生物的制备，过渡金属催化剂依然存在分离回收困难和重金属药物残留等缺陷。本发明操作简单，具有分子经济性，能耗较低，产物产率最高。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，特别涉及丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的新方法。
背景技术
喹啉环结构骨架广泛存在于天然产物及合成药物中，这类化合物是抗疟史上最重要的药物类别之一。近年来，随着人们对杂环类药物的深入研究，特别是对各种取代的喹啉类分子的合成以及其生理活性的研究，取代喹啉在医药方面的应用越来越受到人们的重视。该类分子具有很好的药物开发前景。
在本发明之前，现有的喹啉类化合物的制备是通过煤焦油中提取或者催化化学法合成。煤焦油中由于含量较低和品种单一的原因，只能提供少量的取代类型单一的喹啉类化合物。传统的化学法，诸如Skraup法和FriedIander法等是使用无机酸或者碱作为催化剂，对于设备要求较高，同时对环境不友好。采用Baylis-Hillman合成法制备喹啉在有机合成中很少应用，主要是对底物要求严格，而且产品分离提纯很不方便，只适合特殊结构的喹啉衍生物的制备。近年来有报道过渡金属可以作为酸催化剂合成喹啉衍生物，但是过渡金属催化剂依然存在分离回收困难和重金属药物残留等问题也不适合广泛应用。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有生产技术的上述缺陷，研制丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的新方法。
本发明技术方案是：
丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的新方法，其主要技术特征在于：先将摩尔比为1∶1.1的取代苯基希夫碱、丙烯腈加入到置有冰醋酸的反应容器中，搅拌均匀后加热并保温反应液至反应结束，将醋酸蒸除后，将残留物经薄层层析分离得到取代喹啉。
本发明的反应通式为：
本发明以一步法构筑取代喹啉类化合物，操作简单，具有分子经济性，生产时，取代苯基希夫碱和丙烯腈的摩尔投料比为1∶1.1，如果丙烯腈投料比少于该投料量，则因加热时丙烯腈的挥发而导致取代苯基希夫碱反应不完全，丙烯腈投料量超过该投料比时，则产生一定的副产物，实验表明在该投料量下，产物产率最高。
醋酸投料质量是取代苯基希夫碱质量的10～15倍。醋酸少于该投料量时，会由于反应物浓度过高而产生一定的副产物，醋酸量超过高投料量时，则会由于溶剂用量过多而导致后处理时能耗过高，实验表明在该投料量下，产物产率最高。
所述保温反应时间为30～40分钟。时间过长时，由于腈基的水解而造成一定量的副产物，时间不足时，反应不彻底，实验表明在该时间内，产物产率最高。
所述反应温度为105～110℃，低于此温度时，该反应不发生。超过该温度时，能耗上升。
所述薄层层析以环己烷和乙酸乙酯混合物做洗脱剂，其中，环己烷和乙酸乙酯的混合体积比为8～12∶1，如果该比例过高，则洗脱机极性变小，产物在层析板上保留时间过长，拖尾严重，如果该比例过低，则洗脱机极性变大，不能完全分离提纯产物。
具体实施方式
一、反应步骤(以3-腈基-4-苯基喹啉为例)：
1、在装有回流冷凝管的50ml的圆底烧瓶中加入0.545g苯甲醛-苯胺席夫碱，0.26g的丙烯腈和5.5g冰醋酸，搅拌均匀后加热反应到105～110℃，一段时间后用TLC检测反应终点。反应完成后，冷却至室温，减压旋除CH3COOH，薄层层析分出3-腈基-4-苯基喹啉0.49g。
采用的薄层层析中以环己烷和乙酸乙酯混合物做洗脱剂，环己烷和乙酸乙酯的混合体积比为10∶1。
如以不同取代席夫碱代替苯甲醛-苯胺席夫碱也采用以上类同的工艺，则可得到不同取代的喹啉类化合物。
本发明的反应通式为：
二、产物鉴定：
采用不同的具体官能团进行本发明工艺生产出的不同取代的喹啉及其衍生物的实验数据如下
3-腈基-4-苯基喹啉，黄色固体，熔点181-182℃；1HNMR(600MHz，CDCl3)δ(ppm)：8.98(s，1H)，8.12(d，J＝8.4Hz，1H)，7.75(m，3H)，7.61(m，2H)，7.32(d，J＝2.4Hz，2H)，7.21(m，1H)；13CNMR(150MHz，CDCl3)δ(ppm)：153.4，149.2，147.8，138.6，134.5，134.2，129.5，129.4，129.0，128.8，125.6，125.4，117.3，104.7；IR(KBr)v：2904，2215，1615，1504，1454，1057，725cm-1.
3-腈基-4-苯基-6-甲氧基喹啉，黄色固体，熔点：218-220℃；1HNMR(600MHz，CDCl3)δ(ppm)：9.02(s，1H)，8.11(d，J＝7.2Hz，1H)，7.78(m，2H)，7.56(d，J＝8.4Hz，2H)，7.23(t，J＝1.5Hz，2H)，7.02(s，1H)，3.78(s，3H)；13CNMR(150MHz，CDCl3)δ(ppm)：153.5，149.4，147.3，138.5，134.3，134.1，129.4，129.3，128.8，125.5，117.2，106.8，55.7；IR(KBr)v：2931，2196，1609，1514，1501，143，1065，729cm-1.
3-腈基-4-苯基-6-甲基喹啉，黄色固体，熔点：205-207℃；1HNMR(600MHz，CDCl3)δ(ppm)：9.03(s，1H)，8.12(d，J＝8.4Hz，1H)，7.71(d，J＝9Hz，1H)，7.63(m，3H)，7.51(m，1H)，7.26(s，2H)，2.47(s，3H)；13CNMR(150MHz，CDCl3)δ(ppm)：153.3，149.2，147.6，138.7，134.6，134.0，129.7，129.6，129.4，128.9，125.7，125.6，117.1，106.5，21.8；IR(KBr)v：2912，2178，1612，1564，1503，1458，1023，714cm-1.
3-腈基-4-对氯苯基-6-甲氧基喹啉，黄色固体，熔点：215-217℃；1HNMR(600MHz，CDCl3)δ(ppm)：8.94(s，1H)，8.11(d，J＝9.6Hz，1H)，7.60(d，J＝7.8Hz，2H)，7.52(m，1H)，7.45(d，J＝8.4Hz，3H)，3.77(s，3H)；13CNMR(150MHz，CDCl3)δ(ppm)：159.2，150.8，147.7，145.3，136.1，132.5，131.6，130.6，129.4，126.8，125.0，116.9，106.7，103.9，58.4，55.6，18.4.IR(KBr)v：2910，2217，1603，1549，1500，1463，1055，717cm-1.
Claims (5)
1.丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的方法，其特征在于：先将摩尔比为1∶1.1的取代苯基希夫碱、丙烯腈加入到置有冰醋酸的反应容器中，搅拌均匀后加热并保温反应液至反应结束，将醋酸蒸除后，将残留物经薄层层析分离得到取代喹啉；所述取代苯基希夫碱为苯胺-苯甲醛席夫碱、对甲苯胺-苯甲醛席夫碱、对甲氧苯胺-苯甲醛席夫碱或对甲氧苯胺-对氯苯甲醛席夫碱；所述取代喹啉为3-腈基-4-苯基喹啉、3-腈基-4-苯基-6-甲氧基喹啉、3-腈基-4-苯基-6-甲基喹啉或3-腈基-4-对氯苯基-6-甲氧基喹啉。
2.根据权利要求1所述的丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的方法，其特征在于投入的所述冰醋酸的质量为取代苯基希夫碱质量的10～15倍。
3.根据权利要求1所述的丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的方法，其特征在于所述保温反应时间为30～40分钟。
4.根据权利要求1所述的丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的方法，其特征在于加热反应液至105～110℃。
5.根据权利要求1所述的丙烯腈和取代苯基希夫碱反应合成取代喹啉的方法，其特征在于所述薄层层析以环己烷和乙酸乙酯混合物做洗脱剂，其中，环己烷和乙酸乙酯的混合体积比为8～12∶1。
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