CN108435257A - 一种用于合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于合成3‑[2‑(7‑氯‑2‑喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂，该催化剂为离子液体催化剂[bmim][TFSI]/AlCl3。该催化剂使反应形成液液非均相体系，且反应后催化剂与反应产物自行分离，极大地简化了反应后的分离操作。相比AlCl均相催化剂，引入含全氟烷基磺酰亚胺阴离子的离子液体催化剂在维持了催化剂高活性的同时，不但使产物选择性上升，还提高了催化剂使用寿命，其在循环多次后依然保持催化活性。大大降低了反应的成本，提高了反应的收率。

Description

一种用于合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催 化剂
技术领域
本发明涉及一种用于合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂,属于化工合成领域。
背景技术
3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛(CAS：120578-03-2 )是白三烯受体拮抗剂LY-290154和抗过敏、平喘药孟鲁司特钠的重要中间体。传统3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛合成方法反应路线较长，含有羟基的保护与去保护等步骤，操作步骤繁琐，反应最后采用柱层析的方法对3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛进行提纯，不适用于大规模生产。有专利作了对合成方法的改进，简化了步骤，但使用了正丁基锂等危险试剂，污染环境，实验操作难度大，副反应较多，难以得到理想的3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛纯度，产品产率较低。催化剂是提高合成产率的重要物质，需求一直高活性催化合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂非常有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂，该催化剂在优化条件下能催化7-氯喹哪啶和间苯二甲醛的反应,具有较高的产物收率。
一种用于合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂，其特征在于，该催化剂为离子液体催化剂[bmim][TFSI]/AlCl3。
所述的[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂制备方法如下：
步骤1、在配有冷凝管、温度计、磁力搅拌的250 ml三口烧瓶中，加入氯磺酰异氰酸酯110g，加热回流，反应温度为107℃，然后滴加90g氯磺酸并保持反应液处于回流状态；
步骤2、滴加完毕，反应结束将反应装置改为减压精馏装置，收集124℃/15mmHg的馏分；
步骤3、在250ml三口烧瓶中，磁力搅拌，加入乙腈50ml，无水氟化钾12.3 g，水浴冷却
下20℃以内滴加双氯磺酰亚胺6.9 g，滴加结束后50℃反应17小时；
步骤4、反应结束后，采用旋转蒸发仪除去溶剂，在上述固体中加入四氢呋喃230ml分三次提取，过滤后，所得滤液浓缩，加入无水乙醇，析出双氟磺酰亚胺；
步骤5、先将离子液体1-丁基-3甲基咪唑溴盐缓慢加热至80℃，再将等摩尔量的双氟磺酰亚胺钾缓慢加入到离子液体中，在氮气条件下搅拌24小时；
步骤6、所得混合物用二氯乙烷溶剂溶解，将沉淀KBr过滤分离，取滤液蒸干即可得到离子液体[bmim][FSI]；
步骤7、将100g上述离子液体[bmim][TFSI]加热至80℃，在氮气条件将12g无水氯化铝缓慢加入到离子液体中，并保持80℃搅拌6小时，至无水氯化铝完全溶解；
将混合物离心静置，然后得到分层的离子液体催化剂[bmim][TFSI]/AlCl3。
有益效果：本发明提供了一种用于合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂，7-氯喹哪啶和间苯二甲醛在离子液体催化剂[bmim][TFSI]/AlCl3的作用下经过加成反应得7-氯喹哪啶，通过制备了基于Al(III)和全氟烷基磺酰亚胺的离子液体催化剂。该催化剂使反应形成液液非均相体系，且反应后催化剂与反应产物自行分离，极大地简化了反应后的分离操作。相比AlCl均相催化剂，引入含全氟烷基磺酰亚胺阴离子的离子液体催化剂在维持了催化剂高活性的同时，不但使产物选择性上升，还提高了催化剂使用寿命，其在循环多次后依然保持催化活性。大大降低了反应的成本，提高了反应的收率。
具体实施方式
实施例1
[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂制备方法如下：
步骤1、在配有冷凝管、温度计、磁力搅拌的250 ml三口烧瓶中，加入氯磺酰异氰酸酯110g，
加热回流，反应温度为107℃，然后滴加90g氯磺酸并保持反应液处于回流状态；
步骤2、滴加完毕，反应结束将反应装置改为减压精馏装置，收集124℃/15mmHg的馏分；
步骤3、在250ml三口烧瓶中，磁力搅拌，加入乙腈50ml，无水氟化钾12.3 g，水浴冷却
下20℃以内滴加双(氯磺酰)亚胺6.9 g，滴加结束后50℃反应17小时；
步骤4、反应结束后，采用旋转蒸发仪除去溶剂，在上述固体中加入四氢呋喃230ml分三次提取，过滤后，所得滤液浓缩，加入无水乙醇，析出双(氟磺酰)亚胺；
步骤5、先将离子液体1-丁基-3甲基咪唑溴盐缓慢加热至80℃，再将等摩尔量的双(氟磺酰)亚胺钾缓慢加入到离子液体中，在氮气条件下搅拌24小时；
步骤6、所得混合物用二氯乙烷溶剂溶解，将沉淀KBr过滤分离，取滤液蒸干即可得到离子液体[bmim][FSI]；
步骤7、将100g上述离子液体[bmim][TFSI]加热至80℃，在氮气条件将12g无水氯化铝缓慢加入到离子液体中，并保持80℃搅拌6小时，至无水氯化铝完全溶解。将混合物离心静置，然后得到分层的离子液体催化剂[bmim][TFSI]/AlCl3。
3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的合成方法，包括以下步骤：
步骤1、将7-氯喹哪啶160.0g和间苯二甲醛180.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；
步骤2、再向上述体系加入冰乙酸8.0g和醋酐156.3g，升温至100℃回流反应10h，降温至80℃过滤，将500ml混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）500ml少量多次加入体系中，析出晶体；
步骤3、将上述得到晶体转入1L三颈瓶中，加入800ml的乙酸乙酯油浴加热微回流1h，趁热抽滤，滤液减压蒸去约350ml乙酸乙酯；
步骤4、将剩余的浓缩液密封后置于冰箱中重结晶24小时，常温状态下减压抽滤，干燥后得3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛。
所述的
实施例2
步骤1、将7-氯喹哪啶140.0g和间苯二甲醛180.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
实施例3
步骤1、将7-氯喹哪啶120.0g和间苯二甲醛180.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
实施例4
步骤1、将7-氯喹哪啶100.0g和间苯二甲醛180.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
实施例5
步骤1、将7-氯喹哪啶80.0g和间苯二甲醛180.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
实施例6
步骤1、将7-氯喹哪啶60.0g和间苯二甲醛180.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
实施例7
步骤1、将7-氯喹哪啶160.0g和间苯二甲醛140.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
实施例8
步骤1、将7-氯喹哪啶160.0g和间苯二甲醛100.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
实施例9
步骤1、将7-氯喹哪啶160.0g和间苯二甲醛60.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
实施例10
步骤1、将7-氯喹哪啶160.0g和间苯二甲醛20.0g投入2L三口瓶中，加入混合溶剂（正庚烷：甲苯=3:1）900ml和 80g[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂，加热至70℃时溶解；其余步骤同实施例1。
对照例1
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤1中，加入等量的[bmim][TFSI]作为催化剂，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例2
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤1中，不再加入催化剂[bmim][TFSI]/AlCl3，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例3
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤1中，氯磺酸、氯磺酰异氰酸酯质量比为1:1，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例4
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤1中，氯磺酸、氯磺酰异氰酸酯质量比为11:9，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例5
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤3中，加入等量的无水氯化钾，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例6
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤3中，不再加入无水氟化钾，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例7
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤3中，无水氟化钾和双(氯磺酰)亚胺质量比为1:1，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例8
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤3中，无水氟化钾和双(氯磺酰)亚胺质量比为14:25，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例9
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤7中，[bmim][TFSI]和无水氯化铝质量比1:1，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例10
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤7中，[bmim][TFSI]和无水氯化铝质量比6:50，其余步骤与实施例1完全相同。
实施例和对照例不同条件下的反应结果如表所示
3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛收率/%
实施例1 99.0
实施例2 75.6
实施例3 67.1
实施例4 82.2
实施例5 55.4
实施例6 77.6
实施例7 50.5
实施例8 66.7
实施例9 61.6
实施例10 72.5
对照例1 59.3
对照例2 65.0
对照例3 70.9
对照例4 47.2
对照例5 40.0
对照例6 55.3
对照例7 41.3
对照例8 52.1
对照例9 57.0
对照例10 61.1
实验结果表明催化剂对7-氯喹哪啶和间苯二甲醛的合成反应具有良好的催化效果，在反应条件一定时，中间体收率越高，催化性能越好，反之越差；7-氯喹哪啶、间苯二甲醛质量比为8：9时，其他配料固定，合成效果最好，与实施例1不同点在于，实施例2至实施例10分别改变主要原料间7-氯喹哪啶、间苯二甲醛的用量和配比，尽管有一定效果，但不如实施例1收率高；对照例1至对照例 2不再用[bmim][TFSI]/AlCl3作为催化剂并用[bmim][TFSI]取代，其他步骤完全相同，导致产物收率明显降低，说明氯化铝的复合对反应的产物影响很大；对照例3至对照例4氯磺酸、氯磺酰异氰酸酯质量比发生变化，效果依然不好，说明氯磺酸及其用量很关键；对照例5至对照例8用等量的氯化钾取代并改变配比，催化反应的效果明显变差，说明无水氟化钾对催化剂改性效果较好；对照例9至对照例10改变[bmim][TFSI]和无水氯化铝质量比，催化剂的活性降低，反应效果明显变差，产物收率明显降低；因此使用本发明的催化剂对中间体3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的合成反应具有优异的催化效果。

Claims (2)

1.一种用于合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂，其特征在于，该催化剂为离子液体催化剂[bmim][TFSI]/AlCl3。
2.根据权利要求1所述一种用于合成3-[2-(7-氯-2-喹啉基)乙烯基]苯甲醛的催化剂，其特征在于，其特征在于,
所述的[bmim][TFSI]/AlCl3催化剂制备方法如下：
步骤1、在配有冷凝管、温度计、磁力搅拌的250 ml三口烧瓶中，加入氯磺酰异氰酸酯110g，加热回流，反应温度为107℃，然后滴加90g氯磺酸并保持反应液处于回流状态；
步骤2、滴加完毕，反应结束将反应装置改为减压精馏装置，收集124℃/15mmHg的馏分；
步骤3、在250ml三口烧瓶中，磁力搅拌，加入乙腈50ml，无水氟化钾12.3 g，水浴冷却
下20℃以内滴加双氯磺酰亚胺6.9 g，滴加结束后50℃反应17小时；
步骤4、反应结束后，采用旋转蒸发仪除去溶剂，在上述固体中加入四氢呋喃230ml分三次提取，过滤后，所得滤液浓缩，加入无水乙醇，析出双氟磺酰亚胺；
步骤5、先将离子液体1-丁基-3甲基咪唑溴盐缓慢加热至80℃，再将等摩尔量的双氟磺酰亚胺钾缓慢加入到离子液体中，在氮气条件下搅拌24小时；
步骤6、所得混合物用二氯乙烷溶剂溶解，将沉淀KBr过滤分离，取滤液蒸干即可得到离子液体[bmim][FSI]；
步骤7、将100g上述离子液体[bmim][TFSI]加热至80℃，在氮气条件将12g无水氯化铝缓慢加入到离子液体中，并保持80℃搅拌6小时，至无水氯化铝完全溶解；
将混合物离心静置，然后得到分层的离子液体催化剂[bmim][TFSI]/AlCl3。
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