CN103880820A - 1-乙酰氨基-3-(2-喹喔啉)-咪唑鎓盐的合成方法 - Google Patents

1-乙酰氨基-3-(2-喹喔啉)-咪唑鎓盐的合成方法 Download PDF

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谢吉民
王艳梅
朱禹
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Abstract

本发明属于化学合成领域，具体涉及到1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的合成方法。以2-羟基喹喔啉制备2-氯喹喔啉，以2-氯喹喔啉与咪唑制备2-咪唑喹喔啉，再由2-咪唑喹喔啉与氯乙酰胺反应得到1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐。本发明优点是反应选择性好，收率高，反应条件相对温和及操作简单易于控制。

Description

1-乙酰氨基-3-(2-喹喔啉)-咪唑鎓盐的合成方法
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及喹喔啉卡宾前驱体1-乙酰氨基-3-(2-喹喔啉)-咪唑鎓盐的合成。
背景技术
卡宾在有机反应中是一类较活泼、易参与反应的化合物,和一般类型的卡宾结构特点相类似，N-杂环卡宾也是一种电中性的化合物，卡宾碳原子是二价的，其最外层具有六个电子。自从1991年Arduengo等人报道的第一个稳定的亲核性N-杂环卡宾-咪唑-2-碳烯以来，N-杂环卡宾（NHC）在有机合成中的应用也越来越广泛，除了其作为金属催化反应中的优良配体外，N-杂环卡宾作为有机小分子催化剂在有机合成中也已经取得了丰硕的研究成果。氮杂环卡宾催化剂的类型有限,寻找新型骨架的氮杂环卡宾催化剂并且使之适用于一些反应或者更多反应并能具有好的催化活性一直是化学工作者研究的热点之一。本文合成一中新型喹喔啉卡宾前驱体，相对传统N-杂环卡宾喹喔啉卡宾的应用范围更加广阔。喹喔啉及其衍生物是重要的化工中间体，在医药、农药、饲料及染料等领域得到比较广泛的应用。近年来，许多研究结果表明，含喹喔啉结构的化合物在治疗肥胖症、抗肿瘤等方面表现出一定的药理活性，具有一定的研究价值和应用前景，倍受人们的关注。
总的来说，与普遍使用的磷配体催化剂相比，金属N-杂环卡宾化合物（M-NHC）是一类具有潜在应用价值的催化剂，具有便宜易得，制备方便且对空气水都较稳定等优点，由于M-NHC化合物在反应过程中不容易解离，因此并不需要加入过量的配体。N-杂环卡宾化合物除了上述在催化反应方面的应用外，在其他诸如新型材料，抗菌药物，液晶材料方面也有着较好的应用前景。
发明内容
本发明提供一种喹喔啉卡宾前驱体的合成方法，达到了减少原料用量、缩短反应时间、提高反应产率、简化实验操作的目的。
1-乙酰氨基-3-(2-喹喔啉)-咪唑鎓盐的合成，按以下技术方案进行：
（1）按比例称取2-羟基喹喔啉、三氯氧磷以及吡啶在反应釜中150-160℃反应2小时，反应结束后转移至冰水混合物中，抽滤得到2-氯喹喔啉。
（2）将步骤（1）制备的2-氯喹喔啉和咪唑在反应釜中90-100℃反应11-13小时，反应结束后加入水中，抽滤得到2-咪唑喹喔啉。
（3）将步骤（2）制备的2-咪唑喹喔啉与氯乙酰胺在乙腈中80-82℃反应46-50小时后过滤，得到1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐。
所述步骤（1）中，2-羟基喹喔啉、三氯氧磷以及吡啶物质的量之比为1:1:1。
所述步骤（2）中，2-氯喹喔啉和咪唑的物质的量之比为1:2。
所述步骤（3）中，2-咪唑喹喔啉与氯乙酰胺的物质的量之比为1:1.2。
附图说明：
图1：合成路线图
图2：2-氯喹喔啉的红外光谱图
图3：2-咪唑喹喔啉的红外光谱图
图4：1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的红外光谱图
图5：2-咪唑喹喔啉的核磁共振氢谱
图6：1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的核磁共振氢谱
具体实施方法：
以下结合实施例对本发明做进一步说明，实施例是用于说明本发明而不是用于限制本发明的范围。
实施例1：1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的制备：
1、0.005mol的2-羟基喹喔啉，0.005mol三氯氧磷以及0.005mol的吡啶，在反应釜中150℃加热2小时，冷却后加入冰水中，搅拌，抽滤，水洗多次，用正戊烷重结晶得到2-氯喹喔啉0.578g，产率70.27%。元素分析理论值：C, 58.36；H, 3.04；N, 17.02 ; 测定值：C, 59.32；H, 3.48；N, 17.86。红外光谱如图2所示，图中可以看出2-氯喹喔啉的特征吸收峰，3048cm-1，3060cm-1芳环的C-H伸缩峰，1604cm-1，1566cm-1，1542cm-1，1483cm-1芳环的骨架伸缩峰，599cm-1C-Cl伸缩峰。
2、0.002mol的2-氯喹喔啉和0.004mol的咪唑在反应釜中90℃加热13小时，冷却后固体转移到水中，抽滤，水洗多次。乙酸乙酯重结晶，得到2-咪唑喹喔啉0.282g，产率71.94%。元素分析理论值：C, 67.35；H, 4.08；N, 28.57 ; 测定值：C, 68.47；H,4.38；N, 28.93。红外光谱如图3所示，图中可以看出3101cm-1芳环C-H伸缩峰，1622cm-1,1569cm-1,1521cm-1，1500cm-1芳环骨架振动峰，而C-Cl峰消失，核磁共振氢谱如图5所示，图中可以看出2-咪唑喹喔啉各氢的归属峰,1H NMR (400 MHz, DMSO) δ 9.54 (s, 1H，NH), 8.85 (s, 1H), 对应的是咪唑环双键CH，8.21 (s, 1H), 8.15 (dd, J = 8.2, 1.2 Hz, 1H), 8.05 (dd, J = 8.3, 1.1 Hz, 1H), 7.96 – 7.80 (m, 2H),对应的是芳环上的CH, 7.26 (s, 1H),是咪唑CH。
3、0.001mol 2-咪唑喹喔啉与0.0012mol氯乙酰胺在乙腈中80℃反应，50小时后过滤，得到藕粉色1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐0.18g，产率62.18%。元素分析理论值：C, 53.89；H, 4.14；N, 24.18 ; 测定值：C, 54.44；H, 4.30；N,24.72。红外光谱如图4所示，图中可以看出1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的特征吸收峰，1688cm-1羰基的吸收峰，3256cm-1氨基的吸收峰，核磁共振氢谱如图6所示,图中可以看出1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐各氢的归属峰,1H NMR (400 MHz, DMSO) δ 10.43 (t, J = 1.5 Hz, 1H，CH),对应的是咪唑环上CH ，9.66 (s, 1H), 8.76 (t, J = 1.9 Hz, 1H),对应的NH2 ，8.32 – 8.24 (m, 1H), 8.21 – 8.14 (m, 1H), 8.14 – 8.08 (m, 2H), 8.07 – 7.97 (m, 2H), 7.67 (s, 1H),对应的是芳环及咪唑环上双键的CH， 5.19 (d, J = 9.8 Hz, 2H).对应是CH2。
实施例2：1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的制备：
1、0.05mol的2-羟基喹喔啉，0.05mol三氯氧磷以及0.05mol的吡啶，在反应釜中160℃加热2小时，冷却后加入冰水中，搅拌，抽滤，水洗多次，用正戊烷重结晶得到2-氯喹喔啉6.25g，产率75.99%。元素分析理论值：C, 58.36；H, 3.04；N, 17.02 ; 测定值：C, 58.92；H, 3.18；N, 17.34。
2、0.02mol的2-氯喹喔啉和0.04mol的咪唑在反应釜中100℃加热11小时，冷却后固体转移到水中，抽滤，水洗多次。乙酸乙酯重结晶，得到2-咪唑喹喔啉3.18g，产率81.12%。元素分析理论值：C, 67.35；H, 4.08；N, 28.57 ; 测定值：C, 67.47；H,4.25；N, 29.09。
3、0.01mol 2-咪唑喹喔啉与0.012mol氯乙酰胺在乙腈中82℃反应，46小时后过滤，得到藕粉色1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐2.08g，产率71.85%。元素分析理论值：C, 53.89；H, 4.14；N, 24.18 ; 测定值：C, 53.82；H, 4.56；N,24.29。
实施例3：1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的制备：
1、0.1mol的2-羟基喹喔啉，0.1mol三氯氧磷以及0.1mol的吡啶，在反应釜中150℃加热2小时，冷却后加入冰水中，搅拌，抽滤，水洗多次，用正戊烷重结晶得到2-氯喹喔啉13.02g，产率79.03%。元素分析理论值：C, 58.36；H, 3.04；N, 17.02 ; 测定值：C, 59.13；H, 3.36；N, 17.34。
2、0.05mol的2-氯喹喔啉和0.1mol的咪唑在反应釜中90℃加热12小时，冷却后固体转移到水中，抽滤，水洗多次。乙酸乙酯重结晶，得到2-咪唑喹喔啉8.47g，产率86.43%。元素分析理论值：C, 67.35；H, 4.08；N, 28.57 ; 测定值：C, 68.79；H,4.46；N, 28.37。
3、0.05mol 2-咪唑喹喔啉与0.06mol氯乙酰胺在乙腈中80℃反应，48小时后过滤，得到藕粉色1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐11.2g，产率77.37%。元素分析理论值：C, 53.89；H, 4.14；N, 24.18 ; 测定值：C, 54.67；H, 4.45；N,24.27。
实施例4：1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的制备：
1、0.1mol的2-羟基喹喔啉，0.1mol三氯氧磷以及0.1mol的吡啶，在反应釜中155℃加热2小时，冷却后加入冰水中，搅拌，抽滤，水洗多次，用正戊烷重结晶得到2-氯喹喔啉13.36g，产率81.27%。元素分析理论值：C, 58.36；H, 3.04；N, 17.02 ; 测定值：C, 59.67；H, 3.14；N, 17.25。
2、0.05mol的2-氯喹喔啉和0.1mol的咪唑在反应釜中95℃加热12小时，冷却后固体转移到水中，抽滤，水洗多次。乙酸乙酯重结晶，得到2-咪唑喹喔啉8.55g，产率87.74%。元素分析理论值：C, 67.35；H, 4.08；N, 28.57 ; 测定值：C, 68.13；H,4.29；N, 28.74。
3、0.05mol 2-咪唑喹喔啉与0.06mol氯乙酰胺在乙腈中81℃反应，48小时后过滤，得到藕粉色1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐11.29g，产率78.03%。元素分析理论值：C, 53.89；H, 4.36；N, 24.18 ; 测定值：C, 54.79；H, 4.27；N,24.36。
实施例5：1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的制备：
1、0.1mol的2-羟基喹喔啉，0.1mol三氯氧磷以及0.1mol的吡啶，在反应釜中160℃加热2小时，冷却后加入冰水中，搅拌，抽滤，水洗多次，用正戊烷重结晶得到2-氯喹喔啉13.52g，产率82.19%。元素分析理论值：C, 58.36；H, 3.04；N, 17.02 ; 测定值：C, 57.87；H, 3.23；N, 17.46。
2、0.05mol的2-氯喹喔啉和0.1mol的咪唑在反应釜中100℃加热12小时，冷却后固体转移到水中，抽滤，水洗多次。乙酸乙酯重结晶，得到2-咪唑喹喔啉8.68g，产率89.09%。元素分析理论值：C, 67.35；H, 4.08；N, 28.57 ; 测定值：C, 68.46；H,4.28；N, 29.08。
3、0.05mol 2-咪唑喹喔啉与0.06mol氯乙酰胺在乙腈中82℃反应，48小时后过滤，得到藕粉色1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐11.35g，产率78.41%。元素分析理论值：C, 53.89；H, 4.14；N, 24.18 ; 测定值：C, 54.26；H, 4.02；N,24.34。

Claims (4)

1.1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的合成方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
（1）按比例称取2-羟基喹喔啉、三氯氧磷以及吡啶在反应釜中反应，反应结束后转移至冰水混合物中，抽滤得到2-氯喹喔啉；
（2）将步骤（1）制得的2-氯喹喔啉和咪唑在反应釜中反应，反应结束后加入水中，抽滤得到2-咪唑喹喔啉；
（3）将步骤（2）制得的2-咪唑喹喔啉与氯乙酰胺在乙腈中反应后过滤，得到1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐。
2.根据权利要求1所述的1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的合成方法，其特征在于：所述步骤（1）中，2-羟基喹喔啉，三氯氧磷，吡啶的物质的量之比为1:1:1，反应温度为150-160℃，反应时间为2小时。
3.根据权利要求1所述的1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的合成方法，其特征在于：所述步骤（2）中，2-氯喹喔啉与咪唑物质的量之比为1:2，反应温度为90-100℃，反应时间为11-13小时。
4.根据权利要求1所述的1-乙酰氨基-3-（2-喹喔啉）-咪唑鎓盐的合成方法，其特征在于：所述步骤（3）中，2-咪唑喹喔啉与氯乙酰胺物质的量之比为1:1.2，反应温度为80-82℃，反应时间为46-50小时。
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