CN110003106A

CN110003106A - 一种吖啶的制备方法

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Publication number: CN110003106A
Application number: CN201910335763.4A
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 胡孝伦; 马佰位; 申丽坤; 李鹏翔; 韩学哲
Original assignee: Zhengzhou Principle Biological Technology Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Principle Biological Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2019-07-12
Anticipated expiration: 2039-04-24
Also published as: CN110003106B

Abstract

本发明涉及一种吖啶的制备方法。该吖啶的制备方法包括以下步骤：将9‑羧基吖啶与催化剂、配体在有机溶剂中混合均匀，在140‑200℃反应1‑8h，即得；所述配体为N,N'‑二甲基哌嗪、三乙胺、邻菲罗啉、取代的邻菲罗啉、N,N,N',N'‑四甲基乙二胺、N,N‑二甲基苯胺、N,N‑二异丙基乙胺中的至少一种。本发明的吖啶的制备方法，以9‑羧基吖啶为原料一步合成吖啶，在催化剂和配体存在条件下进行反应，反应过程平缓易控，产品的纯度和收率高，显著降低了吖啶的工业制造成本，具有良好的工业应用价值。

Description

一种吖啶的制备方法

技术领域

本发明属于吖啶的合成领域，具体涉及一种吖啶的制备方法。

背景技术

吖啶是热活性延迟荧光材料的一种重要中间体，在有机电致发光二极管方面有重要应用。由于吖啶环具有较大的共轭平面，在固态时具有较强的π-π相互作用，具有较好的荧光性能，可直接用作发光材料。在分析化学里根据其金属配合物的荧光性能可用于探测金属离子，也可用于合成具有优异性能的有机发光器件的金属配合物。同时吖啶也是制作吖啶染料和药物(如吖啶黄素和奎吖因)的重要母体化合物，也用作荧光pH值指示剂。

目前，吖啶的合成也受到了研究者的广泛关注。发表于ACS Catalysis,2015,5(2),734-743的文献报道了以甲醛和苯胺为反应原料，经四步反应制得产品的合成方法，该方法的步骤较为繁琐，反应收率不高。

发表于Organic&Biomolecular Chemistry,2015,13(23),6580-6586的文献报道了以苯胺和邻溴苯甲醛为原料的合成方法，该方法的制备流程相对简便，但催化剂价格昂贵，不适于工业化生产。

公告号为CN105315205B的中国发明专利公开了一种以邻硝基苯甲醛和环己醇为原料制备吖啶的方法，包括以下步骤：将1个当量的邻硝基苯甲醛和1个当量的环己醇加入到反应管中，再加入0.1个当量的催化剂，然后加入少许有机溶剂，在130-180℃温度下反应1-24h；反应结束后用硅藻土过滤，有机溶剂洗涤，浓缩；柱层析分离，洗脱剂为石油醚或烷烃，得到吖啶。其采用的催化剂为1,1′-双二苯基膦二茂铁，采用的有机溶剂为氯苯，反应收率为30％。该制备方法的制备流程相对简便，但收率较低，限制了其在工业化生产中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吖啶的制备方法，以解决现有制备方法的收率低的问题。

为实现上述目的，本发明的吖啶的制备方法所采用的技术方案是：

一种吖啶的制备方法，包括以下步骤：将9-羧基吖啶与催化剂、配体在有机溶剂中混合均匀，在140-200℃反应1-8h，即得；所述配体为N,N'-二甲基哌嗪、三乙胺、邻菲罗啉、取代的邻菲罗啉、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二异丙基乙胺中的至少一种。

本发明的吖啶的制备方法，以9-羧基吖啶为原料一步合成吖啶，在催化剂和配体存在条件下进行反应，反应过程平缓易控，产品的纯度和收率高，显著降低了吖啶的工业制造成本，具有良好的工业应用价值。

为更好的降低副反应的发生，进一步提高反应选择性，优选的，所述催化剂为氧化铜、氧化亚铜、氯化亚铜、碘化亚铜中的至少一种。催化剂的用量能够满足9-羧基吖啶充分转化即可，从转化效果和降低催化剂的用量方面综合考虑，优选的，所述9-羧基吖啶、催化剂的物质的量之比为1:(0.001-0.1)。

为进一步促进原料的转化，减少副反应的发生，同时兼顾配体用量的经济性，优选的，所述9-羧基吖啶、配体的物质的量之比为1:(0.001-0.05)。

为更好的兼顾反应的平缓可控以及减小溶剂的用量，优选的，所述9-羧基吖啶、有机溶剂的物质的量之比为1:(3-10)。溶剂的选择没有特殊限制，其能够使相关原料分散良好，不影响反应进程即可，从溶剂的分散效果和经济性方面综合考虑，优选的，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的至少一种。

为进一步简化后处理操作，优选的，所述反应后去除溶剂，加水混匀，再经固液分离、重结晶，即得。为进一步降低重结晶成本，优选的，所述重结晶所采用的溶剂为石油醚、正己烷、正庚烷、环己烷中的一种或几种混合。

附图说明

图1为本发明的吖啶的制备方法实施例1所得产物的核磁共振H谱；

图2为本发明的吖啶的制备方法实施例1所得产物的核磁共振H谱的局部放大图。

具体实施方式

本发明主要提供了一种反应条件温和，成本低、纯度和收率高、操作简便，并具有较好工业化应用价值的吖啶的制备方法。配体选择取代的邻菲罗啉时，取代的邻菲罗啉可以为1,10-邻菲罗啉-5,6二酮，5-硝基-1,10-邻菲罗啉，5-氨基-1,10-邻菲罗啉，4,7-二羟基邻菲罗啉，4,7-二氯邻菲罗啉，4,7-二溴邻菲罗啉，4,7-二胺基邻菲罗啉，5,6-二氨基-1,10-邻菲罗啉，5,6-二硝基-1,10-邻菲罗啉，5,6-二氯-1,10-邻菲罗啉，5,6-二溴-1,10-邻菲罗啉中的至少一种。

下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的吖啶的制备方法实施例1，合成路线如下所示：

具体采用以下步骤进行制备：

在带有温度计和回流装置的反应器中加入9-羧基吖啶3.13kg(14.03mol)，氧化亚铜0.02kg(0.14mol)，邻菲罗啉0.02kg(0.11mol)，NMP(N-甲基吡咯烷酮)4.17kg(42.09mol)，在140℃的条件下反应8h，反应后蒸出NMP溶剂，加入1.5L水混合均匀，过滤得到黑色粗品，将黑色粗品用石油醚重结晶即得吖啶淡黄色固体2.35kg，纯度为99.1％，收率为93.0％。

产品的核磁共振H谱如图1和图2所示，表征数据为：HNMR(CDCl₃，400Hz)δ：8.76(s，1H)；8.24-8.26，(d，2H，J＝8)；7.98-8.00(d，2H，J＝8)；7.76-7.79(m，2H)；7.51-7.55(m，2H)。

本发明的吖啶的制备方法实施例2，合成路线如下所示：

具体采用以下步骤进行制备：

在带有温度计和回流装置的反应器中加入9-羧基吖啶1.16kg(5.20mol)，碘化亚铜0.001kg(0.005mol)，邻菲罗啉0.001kg(0.005mol)，NMP 2.56kg(25.86mol)，在170℃的条件下反应6h，反应后蒸出NMP溶剂，加入0.56L水混合均匀，过滤得到黑色粗品，将黑色粗品用环己烷重结晶即得吖啶淡黄色固体0.086kg，纯度为99.5％，收率为91.7％。产品的核磁表征数据与实施例1一致。

本发明的吖啶的制备方法实施例3，合成路线如下所示：

具体采用以下步骤进行制备：

在带有温度计和回流装置的反应器中加入9-羧基吖啶1.25kg(5.60mol)，氧化铜0.04kg(0.56mol)，TMEDA(N,N,N',N'-四甲基乙二胺)0.03kg(0.26mol)，NMP3.55kg(35.85mol)，在200℃的条件下反应4h，反应后蒸出NMP溶剂，加入0.56L水混合均匀，过滤得到黑色粗品，将黑色粗品用正己烷重结晶即得吖啶淡黄色固体0.94kg，纯度为99.6％，收率为93.5％。产品的核磁表征数据与实施例1一致。

本发明的吖啶的制备方法实施例4，合成路线如下所示：

具体采用以下步骤进行制备：

在带有温度计和回流装置的反应器中加入9-羧基吖啶0.93kg(4.15mol)，氧化亚铜0.03kg(0.21mol)，TMEDA 0.02kg(0.17mol)，NMP 2.05kg(20.75mol)，在180℃的条件下反应4h，反应后蒸出NMP溶剂，加入0.5L水混合均匀，过滤得到黑色粗品，将黑色粗品用正庚烷重结晶即得吖啶淡黄色固体0.69kg，纯度为99.6％，收率为92.3％。产品的核磁表征数据与实施例1一致。

本发明的吖啶的制备方法实施例5，合成路线如下所示：

具体采用以下步骤进行制备：

在带有温度计和回流装置的反应器中加入9-羧基吖啶0.93kg(4.15mol)，氧化亚铜0.03kg(0.21mol)，DIPEA(N,N-二异丙基乙胺)0.02kg(0.17mol)，DMSO(二甲亚砜)1.62kg(20.75mol)，在180℃的条件下反应4h，反应后蒸出NMP溶剂，加入0.5L水混合均匀，过滤得到黑色粗品，将黑色粗品用正己烷、正庚烷按质量比1:1组成混合物进行重结晶即得吖啶淡黄色固体0.70kg，纯度为99.0％，收率为93.5％。产品的核磁表征数据与实施例1一致。

本发明的吖啶的制备方法实施例6，合成路线如下所示：

在带有温度计和回流装置的反应器中加入9-羧基吖啶1.00kg(4.48mol)，氧化铜0.02kg(0.25mol)，4,7-二羟基邻菲罗啉0.02kg(0.09mol)，NMP 2.22kg(22.4mol)，在150℃的条件下反应5.5h，反应后蒸出NMP溶剂，加入0.5L水混合均匀，过滤得到黑色粗品，将黑色粗品用正己烷、环己烷按质量比1:1组成混合物进行重结晶即得吖啶淡黄色固体0.74kg，纯度为99.5％，收率为92.4％。产品的核磁表征数据与实施例1一致。

在本发明的吖啶的制备方法的其他实施例中，配体、溶剂的种类，各步骤反应原料的用量及具体反应条件可以在本发明限定的范围内进行适应性调整，可达到与实施例相当的效果。

Claims

1.一种吖啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将9-羧基吖啶与催化剂、配体在有机溶剂中混合均匀，在140-200℃反应1-8h，即得；所述配体为N,N'-二甲基哌嗪、三乙胺、邻菲罗啉、取代的邻菲罗啉、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二异丙基乙胺中的至少一种。

2.如权利要求1所述的吖啶的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氧化铜、氧化亚铜、氯化亚铜、碘化亚铜中的至少一种。

3.如权利要求2所述的吖啶的制备方法，其特征在于，所述9-羧基吖啶、催化剂的物质的量之比为1:(0.001-0.1)。

4.如权利要求1所述的吖啶的制备方法，其特征在于，所述9-羧基吖啶、配体的物质的量之比为1:(0.001-0.05)。

5.如权利要求1所述的吖啶的制备方法，其特征在于，所述9-羧基吖啶、有机溶剂的物质的量之比为1:(3-10)。

6.如权利要求1或5所述的吖啶的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的至少一种。

7.如权利要求1所述的吖啶的制备方法，其特征在于，所述反应后去除溶剂，加水混匀，再经固液分离、重结晶，即得。

8.如权利要求7所述的吖啶的制备方法，其特征在于，所述重结晶所采用的溶剂为石油醚、正己烷、正庚烷、环己烷中的一种或几种混合。