CN111320581A - 一种喹啉羧酸酯的合成方法 - Google Patents

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CN111320581A
CN111320581A CN202010176664.9A CN202010176664A CN111320581A CN 111320581 A CN111320581 A CN 111320581A CN 202010176664 A CN202010176664 A CN 202010176664A CN 111320581 A CN111320581 A CN 111320581A
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李文涛
牛纪胜
王丹丹
马鲁克
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    • C07D215/00Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems
    • C07D215/02Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D215/16Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
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    • C07D215/54Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen attached in position 3
    • C07D215/56Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen attached in position 3 with oxygen atoms in position 4

Abstract

本发明公开了一种喹啉羧酸酯的合成方法,采用喹啉羧酸类化合物与二醇单烷基醚在强酸性催化剂的作用下精馏脱水,反应液降温结晶,过滤,其中含有催化剂的二醇单烷基醚母液套用到下批合成反应中,滤饼用有机溶剂溶解后加入碱调节pH至11~14,水洗除去未反应的喹啉羧酸类化合物并回收,有机相经浓缩结晶、过滤,干燥后得到喹啉羧酸酯;本发明的喹啉羧酸酯的合成方法,避免了现有技术中的采用氯化亚砜为原料时产生大量氯化氢和二氧化硫气体的问题,生产中不会产生气体污染,该工艺方法反应选择性高,产品纯度高,催化剂可以重复套用,并且反应过程中三废少。

Description

一种喹啉羧酸酯的合成方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域,具体说是一种喹啉羧酸酯的合成方法。
背景技术
作物细菌性病害是我国农业生产中的常发性病害,喹啉羧酸酯作为农业中常用的杀菌剂具有重要的意义,1962年Lesher等分离出奈啶酸并在两年后成功应用于尿路感 染的治疗中,标志着第一代喹啉药物的产生,1973年由Gerster在喹啉环C-6位成功 引入氟官能团得到了更为谱广的第二代喹啉药物;喹啉羧酸酯类化合物具有抗菌谱广、 半衰期长特点,对革兰氏阴性菌和阳性菌具有较好的抑菌作用,因而具有非常好的应 用前景。
鉴于喹啉羧酸的物性特点,目前其脂类衍生物一般采用环丙羧酸和氯化亚砜反应得到喹啉环丙酰氯,喹啉环丙酰氯再与对应的二醇单烷基醚进行反应,利用合适的溶 剂将生成的氯化氢气体逸出,或是采用三乙胺等有机胺作为缚酸剂,但是由于合成过 程中需要大大过量的氯化亚砜并且反应时间很长,因此反应中会产生大量的氯化氢气 体和二氧化硫气体,处理难度大。德国拜耳专利(DE19853520295)采用喹啉羧酸与 相应的醇酯化过程通HCl气体或加入大量浓硫酸的方式,此种工艺收率低、三废多且 反应时间长,不适合工业化生产。
因此,一种制备过程简单,反应选择性高,产品纯度高,催化剂可以重复套用, 并且反应过程中三废少的喹啉羧酸酯生产工艺是目前亟需解决的问题。
发明内容
为解决目前喹啉羧酸酯合成中产品纯度低、工艺过程复杂、反应选择性低,成本高,三废高的问题,本发明的目的是提供一种喹啉羧酸酯的合成方法。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种喹啉羧酸酯的合成方法,其反应方程式为:
Figure RE-GDA0002477936850000021
其中,R1选自氢或卤素;
R2选自氢、卤素、C1-C4烷氧基或卤代C1-C4烷氧基;
R3选自氢或C1-C4烷基;
n为1~4的整数;
R4选环丙基或乙基;
cat为催化剂;
包括以下步骤:
①将喹啉羧酸类化合物和二醇单烷基醚混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂,开启搅拌,反应温度110~150℃下反应6~12小时,生成喹啉羧酸酯和 水,其中水经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:1~5,精馏塔顶温度为 110~140℃;
喹啉羧酸类化合物、二醇单烷基醚和催化剂的摩尔比为1:1~50:0.05~1.1;
所述催化剂为浓硫酸、磷钨酸、磷钼酸、苯磺酸、对苯甲磺酸、对三氟甲基苯磺 酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、磷钨酸或十二烷基苯磺酸中的一种或两种混合;
②反应转化率为60%以上后,反应液降温结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到有机溶剂中溶解,加入碱液洗涤至pH为11~14,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗后进行浓缩、结晶、过滤、 干燥后得到喹啉羧酸酯晶体;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程;
所述碱液为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾或氢氧化钾的水溶液;碱液的质量浓度为30~40%;
有机溶剂为氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷,有机溶剂和步骤①中喹啉羧酸类化合物的质量比为3~10:1。
优选的,步骤①中先将喹啉羧酸类化合物和二醇单烷基醚溶解于溶剂中,然后再装入带有精馏塔的反应器中;所述溶剂为甲苯和/或二甲苯。
优选的,步骤①中,反应温度为120~150℃,反应压力为常温~-0.095MPa,精馏塔顶温度为110~140℃,回流比为1:2~4。
优选的,步骤②中降温结晶时的温度为0~20℃。
优选的,步骤②中降温结晶时的温度为5~10℃。
优选的,步骤③中有机溶剂为二氯甲烷或二氯乙烷,有机溶剂和步骤①中喹啉羧酸类化合物的质量比为5~8:1。
优选的,步骤③中结晶温度为0~30℃。
优选的,步骤③中结晶温度为10~20℃。
优选的,催化剂为对甲苯磺酸、对三氟甲基苯磺酸或磷钨酸。
优选的,反应方程式中R1选自氢、氟或氯;
R2选自氢、氟、氯、OCH3、OCH2CH3、OCH(CH3)2、OCF3、OCH2CF3
R3选自氢、H、CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3、CH(CH3)2
n为2或3;
R4选环丙基或乙基。
本发明相比现有技术具有以下优点:
本发明的喹啉羧酸酯的合成方法,采用喹啉羧酸类化合物和二醇单烷基醚在强酸催化剂下反应,得到喹啉羧酸酯化合物,在反应过程中利用精馏塔合适的回流比和塔 顶温度对反应进行控制,使反应达到合格的反应转化率后,降温结晶,过滤得到滤饼 和含有催化剂的母液;其中含有催化剂的母液套用至下批反应中,滤饼经有机溶剂溶 解后,碱洗过滤,回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层将有机相经水洗后浓缩、结 晶过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体;
本发明的喹啉羧酸酯的合成方法,避免了现有技术中的采用氯化亚砜为原料时产生大量氯化氢和二氧化硫气体的问题,生产中不会产生气体污染,该工艺方法反应选 择性高,产品纯度高,催化剂可以重复套用,并且反应过程中三废少;
本发明的喹啉羧酸酯的合成方法,首先对原料喹啉羧酸类化合物能够回收,对含有催化剂的母液能够循环使用进入下一批生产,该工艺不仅节省了原料,而且没有生 产废料排出,安全环保;其次,后处理步骤少,处理易操作,能够实现大规模生产。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种喹啉羧酸酯的合成方法,通过以下技术方案实现:
一种喹啉羧酸酯的合成方法,其反应方程式为:
Figure RE-GDA0002477936850000041
其中,R1选自氢或卤素;
R2选自氢、卤素、C1-C4烷氧基或卤代C1-C4烷氧基;
R3选自氢或C1-C4烷基;
n为1~4的整数;
R4选环丙基或乙基;
包括以下步骤:
喹啉羧酸类化合物(式II)与二醇单烷基醚(式III)在强酸性催化剂的作用下精馏脱水,反应液降温结晶,过滤,其中含有催化剂的二醇单烷基醚母液套用到下批合 成反应中,滤饼用有机溶剂溶解后加入碱调节pH至11~14,水洗除去未反应的喹啉羧 酸类化合物并回收,有机相经浓缩结晶、过滤,干燥后得到喹啉羧酸酯(式I);
具体的:
①将喹啉羧酸类化合物和二醇单烷基醚混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂,开启搅拌,反应温度110~150℃下反应6~12小时,生成喹啉羧酸酯和 水,其中水经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:1~5,精馏塔顶温度为 110~140℃;
喹啉羧酸类化合物、二醇单烷基醚和催化剂的摩尔比为1:1~50:0.05~1.1;
所述催化剂为浓硫酸、磷钨酸、磷钼酸、苯磺酸、对苯甲磺酸、对三氟甲基苯磺 酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、磷钨酸或十二烷基苯磺酸中的一种或两种混合;
②反应转化率为60%以上后,反应液降温结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到有机溶剂中溶解,加入碱液洗涤至pH为11~14,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗后进行浓缩、结晶、过滤、 干燥后得到喹啉羧酸酯晶体;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程;
所述碱液为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾或氢氧化钾的水溶液;碱液的质量浓度为30~40%;
有机溶剂为氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷,有机溶剂和步骤①中喹啉羧酸类化合物的质量比为3~10:1。
优选的,步骤①中先将喹啉羧酸类化合物和二醇单烷基醚溶解于溶剂中,然后再装入带有精馏塔的反应器中;所述溶剂为甲苯和/或二甲苯。
优选的,步骤①中,反应温度为120~150℃,反应压力为常温~-0.095MPa,精馏塔顶温度为110~140℃,回流比为1:2~4。
优选的,步骤②中降温结晶时的温度为0~20℃。
优选的,步骤②中降温结晶时的温度为5~10℃。
优选的,步骤③中有机溶剂为二氯甲烷或二氯乙烷,有机溶剂和步骤①中喹啉羧酸类化合物的质量比为5~8:1。
优选的,步骤③中结晶温度为0~30℃。
优选的,步骤③中结晶温度为10~20℃。
优选的,催化剂为对甲苯磺酸、对三氟甲基苯磺酸或磷钨酸。
优选的,反应方程式中R1选自氢、氟或氯;
R2选自氢、氟、氯、OCH3、OCH2CH3、OCH(CH3)2、OCF3、OCH2CF3
R3选自氢、H、CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3、CH(CH3)2
n为2或3;
R4选环丙基或乙基。
可采用本发明的方法得到的部分喹啉羧酸酯化合物I的列表,R1、R2、R3、R4、n 如表1所示。
Figure RE-GDA0002477936850000061
表1部分喹啉羧酸酯化合物I的列表
Figure BDA0002411061210000062
Figure BDA0002411061210000071
Figure BDA0002411061210000081
本发明中所述二醇单烷基醚是指乙二醇单烷基醚或丙二醇单烷基醚等,如乙二醇单乙醚、1,3丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、1,3-丙二醇单丙基醚、乙二醇单丙基醚等。
本发明实施例所涉及的喹啉羧酸类化合物均可以在市场上买到或者采用现有的方 法可以制备得到。
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
实施例1
2-甲氧基乙基7-氯-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
反应方程式为:
Figure BDA0002411061210000091
制备过程包括以下步骤:
①将7-氯-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸和乙二醇单甲醚混合,装入带 有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂,开启搅拌,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反应体系,其中各原料的加入量、反应时间、反应温度,精馏塔的回 流比,精馏塔顶温度等参数如表2所示;
②反应一段时间后,取样中控,当反应转化率>80%后,反应液降温结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到有机溶剂中溶解,加入碱液洗涤至pH为11~14,过滤回收原料喹啉羧酸,滤液分层,将有机相经水洗后进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得 到喹啉羧酸酯晶体;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程;
加入有机溶剂的种类及质量、碱液的种类和质量浓度如表2所示。
产品2-甲氧基乙基7-氯-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的LC/MS数据 如下:
[M+H]+=339.07、[M+Na]+=362.06、[M+K]+=378.03
表2各原料的加入量和反应参数表
Figure BDA0002411061210000092
Figure BDA0002411061210000101
实施例2:2-甲氧基乙基-7-甲氧基-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000102
包括以下步骤:
①将7-甲氧基-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸227g和乙二醇单甲醚1600g混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂浓硫酸20g,开启搅拌, 反应温度126~132℃下反应8小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反 应体系,精馏塔的回流比为1:5,精馏塔顶温度为115~125℃;
②反应转化率为86%以上后,反应液降温10℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1400g氯仿中溶解,加入质量浓度30%的氢氧化钠水溶液洗涤至pH为13,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗 后分液,氯仿相进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.0%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=336.12、[M+Na]+=358.11、[M+K]+=374.08。
实施例3
3-甲氧基丙基-7-乙氧基-1-环丙基-6-氯-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000111
包括以下步骤:
①将7-乙氧基-6-氯-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸307g、1,3丙二醇单甲醚 1000g、甲苯300g和二甲苯600g混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化 剂对苯甲磺酸8.6g,开启搅拌,反应温度120~125℃下反应12小时,生成喹啉羧酸酯 和水,其中水经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:5,精馏塔顶温度为 110~115℃;反应压力为-0.095MPa;
②当反应12小时后,进行取样中控,反应转化率为80%以上后,反应液降温至 20℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有对苯甲磺酸的母液套用至下 一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到921g二氯甲烷中溶解,加入质量浓度30%的氢氧化钾水溶液洗涤至pH为11,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经 水洗后进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量97.9%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=380.13、[M+Na]+=402.11、[M+K]+=418.08。
实施例4
3-甲氧基丙基-7-三氟甲氧基-1-环丙基-6-氯-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000121
包括以下步骤:
①将7-三氟甲氧基-6-氯-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸347g、1,3丙二醇单甲 醚1000g和二甲苯600g混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂对三氟甲基苯磺酸247.5g,开启搅拌,反应温度145~150℃下反应6小时,生成喹啉羧酸酯 和水,其中水经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:1,精馏塔顶温度为 110~115℃;
②反应6小时后,取样中控,当反应转化率大于85%后,反应液降温至0℃结晶, 过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到二氯乙烷1735g中溶解,加入碱液洗涤至pH为13, 过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗后进行浓缩、结晶、过 滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.5%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=420.08、[M+Na]+=442.06、[M+K]+=458.04。
实施例52-甲氧基乙基-7-氟-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000131
①将7-氟-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸265g和乙二醇单甲醚2kg混合, 装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂磷钨酸20g,开启搅拌,反应温度123~130℃下反应10小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反应体系, 精馏塔的回流比为1:3,精馏塔顶温度为115~120℃,反应压力为-0.010MPa;
②反应10小时后,取样中控,当反应转化率为85%以上后,反应液降温至5℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1.5kg氯仿中溶解,加入质量浓度为30%碳酸钾水溶液洗涤至pH为12,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗后 进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.1%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=324.10、[M+Na]+=346.09、[M+K]+=362.06。
实施例6
2-丙氧基乙基-7-乙氧基-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000132
包括以下步骤:
①将7-乙氧基-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸291g和乙二醇单丙基醚 4kg混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂对三氟甲基苯磺酸25g,开 启搅拌,反应温度125~135℃下反应12小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏 塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:2,精馏塔顶温度为115~120℃;
②反应12小时后,取样中控,当反应转化率为85%以上后,反应液降温至10℃ 结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1455g二氯乙烷中溶解,加入质量浓度为40%的碳酸钠水溶液洗涤至pH为12,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经 水洗后进行浓缩、在0~5℃下结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量97.7%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=378.17、[M+Na]+=400.15、[M+K]+=416.13。
实施例7
3-甲氧基丙基-7-三氟甲氧基-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000141
包括以下步骤:
①将7-三氟甲氧基-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸331g、1,3-丙二醇单甲 醚1kg和二甲苯600g混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂对三氟甲 基苯磺酸30g,开启搅拌,反应温度126~135℃下反应10小时,生成喹啉羧酸酯和水, 其中水经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:4,精馏塔顶温度为115~125℃;
②反应10小时后,取样中控,当反应转化率为85%以上后,反应液降温至8℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1.5kg氯仿中溶解,加入质量浓度35%的碳酸钾水溶液洗涤至pH为13,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗后 进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.2%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=404.11、[M+Na]+=426.09、[M+K]+=442.07。
实施例8
3-甲氧基丙基-7-异丙氧基-1-环丙基-6-氯-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000151
包括以下步骤:
①将7-异丙氧基-6-氯-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸321g和1,3丙二醇单甲 醚3kg混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂对三氟甲基苯磺酸25g,开启搅拌,反应温度126~138℃下反应8小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精 馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:3,精馏塔顶温度为118~135℃,反应压力 为0.095MPa;
②反应8小时后,取样中控,当反应转化率为80%以上后,反应液降温至5~10℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到3kg氯仿中溶解,加入质量浓度均为30%的氢氧化钠和碳酸钠混合液洗涤至pH为12,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有 机相经水洗后进行浓缩、在25~30℃下结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含 量97.8%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=394.14、[M+Na]+=416.12、[M+K]+=432.10。
实施例9
3-丙氧基丙基-7-三氟甲基甲氧基-1-环丙基-6-氯-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合 成
Figure BDA0002411061210000161
①将7-三氟甲基甲氧基-6-氯-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸361g、1,3-丙二醇 单丙基醚1kg和甲苯600g混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂苯磺 酸170g,开启搅拌,反应温度115~120℃下反应9小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中 水经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:4,精馏塔顶温度为118~127℃;
②反应9小时后,取样中控,当转化率为85%以上后,反应液降温至5~10℃下结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到2kg二氯甲烷中溶解,加入质量浓度35%的氢氧化钠水溶液洗涤至pH为13,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水 洗后进行浓缩、在10~20℃下结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.2%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=462.13、[M+Na]+=484.11、[M+K]+=500.09。
实施例10
2-甲氧基乙基-7-氯-1-乙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000171
包括以下步骤:
①将7-氯-6-氟-1-乙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸269g和乙二醇单甲醚1.6kg混合, 装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂对苯甲磺酸25g,开启搅拌,反应温度120~125℃下反应9小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反应体系, 精馏塔的回流比为1:4,精馏塔顶温度为110~115℃;
②反应9小时后,取样中控,反应转化率为85%以上后,反应液降温至5~10℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到2.5kg二氯乙烷中溶解,加入质量浓度32%氢氧化钠水溶液洗涤至pH为13,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水 洗后进行浓缩、在10℃下结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=328.08、[M+Na]+=350.06、[M+K]+=366.03
实施例11
3-甲氧基丙基-7-三氟甲氧基-1-乙基-6-氯-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000172
包括以下步骤:
①将7-三氟甲氧基-6-氯-1-乙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸335g和1,3丙二醇单甲 醚1kg混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂对三氟甲基苯磺酸25g,开启搅拌,反应温度125~135℃下反应10小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精 馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:2,精馏塔顶温度为114~125℃;
②反应10小时后,取样中控,当转化率为80%以上后,反应液降温至20℃结晶, 过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1.5kg氯仿中溶解,加入34%的氢氧化钠水溶液洗涤至pH为12,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗后进行浓 缩、在20℃结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.2%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=408.08、[M+Na]+=430.06、[M+K]+=431.01。
实施例12
3-甲氧基丙基-7-三氟甲氧基-1-乙基-6-氯-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000181
①将7-乙氧基-6-氟-1-乙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸279g和乙二醇单乙醚2kg混 合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂磷钨酸25g,开启搅拌,反应温度124~130℃下反应12小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反应体系, 精馏塔的回流比为1:5,精馏塔顶温度为115~120℃;
②反应12小时后,取样中控,当反应转化率为80%以上后,反应液降温至15℃ 结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1.5kg氯仿中溶解,加入质量浓度32%的氢氧化钠水溶液洗涤至pH为14,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗 后进行浓缩、在15℃下结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.0%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=352.16、[M+Na]+=374.14、[M+K]+=390.11。
实施例13(化合物42)
2-乙氧基乙基-7-氯-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000191
包括以下步骤:
①将7-氯-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸281g和乙二醇单乙醚2000g混 合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂苯磺酸30g,开启搅拌,反应温度126~132℃下反应9小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反应体系, 精馏塔的回流比为1:4,精馏塔顶温度为118~127℃;
②反应转化率为85%以上后,反应液降温8℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化 剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1400g氯仿中溶解,加入质量浓度35%的氢氧化钠水溶液洗涤至pH为12,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗 后分液,氯仿相进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.1%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=354.09、[M+Na]+=376.07、[M+K]+=392.05。
实施例14(化合物43)
2-甲氧基乙基-7-乙氧基-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000201
①将7-乙氧基-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸291g和乙二醇单甲醚2.5kg混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂三氟甲磺酸18g、磷钼酸 2g,开启搅拌,反应温度125~132℃下反应10小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经 过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:2,精馏塔顶温度为118~125℃,反应 压力为-0.010MPa;
②反应10小时后,取样中控,当反应转化率为85%以上后,反应液降温至5℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1.5kg氯仿中溶解,加入质量浓度为35%氢氧化钾水溶液洗涤至pH为11,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗 后进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.0%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=350.14、[M+Na]+=372.12、[M+K]+=388.10
实施例15(化合物44)
2-甲氧基乙基-7-乙氧基-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000202
①将7-乙氧基-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸277g,乙二醇单甲醚1.5kg 和甲苯500g混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂甲磺酸25g、磷钼酸6g,开启搅拌,反应温度140~145℃下反应10小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水 经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:3,精馏塔顶温度为135~142℃,反 应压力为常压;
②反应10小时后,取样中控,当反应转化率为85%以上后,反应液降温至10℃ 结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到1.5kg二氯甲烷中溶解,加入质量浓度为35%氢氧化钠水溶液洗涤至pH为12,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经 水洗后进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体,含量98.2%;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=336.12、[M+Na]+=358.11、[M+K]+=374.08
实施例16(化合物47)
2-甲氧基乙基-7-甲氧基-1-乙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000211
包括以下步骤:
①将7-甲氧基-6-氟-1-乙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸265g和乙二醇单甲醚2.0kg 混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂甲磺酸50g,开启搅拌,反应温度125~130℃下反应9小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反应体 系,精馏塔的回流比为1:4,精馏塔顶温度为118~126℃;
②反应9小时后,取样中控,反应转化率为80%以上后,反应液降温至10℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到2.5kg二氯甲烷中溶解,加入质量浓度35%氢氧化钾水溶液洗涤至pH为11,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水 洗后进行浓缩、在10℃下结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=324.12、[M+Na]+=346.11、[M+K]+=362.08
实施例17(化合物48)
2-甲氧基乙基-7-氟-1-乙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000221
包括以下步骤:
①将7-氟-6-氟-1-乙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸253g和乙二醇单甲醚1.6kg混合, 装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂浓硫酸30g,开启搅拌,反应温度120~125℃下反应8小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反应体系,精 馏塔的回流比为1:4,精馏塔顶温度为115~120℃;
②反应8小时后,取样中控,反应转化率为86%以上后,反应液降温至6℃结晶, 过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到2.0kg二氯甲烷中溶解,加入质量浓度40%碳酸氢钠水溶液洗涤至pH为12,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水 洗后进行浓缩、在6℃下结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=312.10、[M+Na]+=334.09、[M+K]+=350.06
实施例18(化合物11)
2-乙氧基乙基-7-氯-1-乙基-6-氟-4-氧-1,4-二氢喹啉-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002411061210000231
包括以下步骤:
①将7-氯-6-氟-1-乙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸269g、乙二醇单乙醚1.6kg和二 甲苯600g混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂对苯甲磺酸18g和浓 硫酸5g,开启搅拌,反应温度120~125℃下反应8小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中 水经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:3,精馏塔顶温度为116~120℃;
②反应8小时后,取样中控,反应转化率为80%以上后,反应液降温至10℃结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到2.0kg二氯甲烷中溶解,加入质量浓度35%氢氧化钠水溶液洗涤至pH为14,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水 洗后进行浓缩、在10℃下结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程。
产品LC/MS[M+H]+=342.09、[M+Na]+=364.07、[M+K]+=380.05。

Claims (10)

1.一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:其反应方程式为:
Figure RE-FDA0002477936840000011
其中,R1选自氢或卤素;
R2选自氢、卤素、C1-C3烷氧基、卤代C1-C3烷氧基;
R3选自氢、C1-C3烷基;
n为1、2、3或4;
R4选自环丙基或乙基;
喹啉羧酸酯的合成方法包括以下步骤:
①将喹啉羧酸类化合物和二醇单烷基醚混合,装入带有精馏塔的反应釜中,向其中加入催化剂,开启搅拌,反应温度110~150℃下反应6~12小时,生成喹啉羧酸酯和水,其中水经过精馏塔移出反应体系,精馏塔的回流比为1:1~5,精馏塔顶温度为110~140℃;
喹啉羧酸类化合物、二醇单烷基醚和催化剂的摩尔比为1:1~50:0.05~1.1;
所述催化剂为浓硫酸、磷钨酸、磷钼酸、苯磺酸、对苯甲磺酸、对三氟甲基苯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、磷钨酸或十二烷基苯磺酸中的一种或两种混合;
②反应转化率为60%以上后,反应液降温结晶,过滤,得到滤饼和含有催化剂的母液,将含有催化剂的母液套用至下一批反应;
③将步骤②所得滤饼加入到有机溶剂中溶解,加入碱液洗涤至pH为11~14,过滤回收原料喹啉羧酸类化合物,滤液分层,将有机相经水洗后进行浓缩、结晶、过滤、干燥后得到喹啉羧酸酯晶体;
结晶过滤得到的有机相母液不经任何处理,直接套用至下批反应的产品结晶过程;
所述碱液为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾或氢氧化钾的水溶液;碱液的质量浓度为30~40%;
有机溶剂为氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷,有机溶剂和步骤①中喹啉羧酸类化合物的质量比为3~10:1。
2.根据权利要求1所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:步骤①中先将喹啉羧酸类化合物和二醇单烷基醚溶解于溶剂中,然后再装入带有精馏塔的反应器中;所述溶剂为甲苯和/或二甲苯。
3.根据权利要求1所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:步骤①中,反应温度为120~150℃,反应压力为常温~-0.095MPa,精馏塔顶温度为110~140℃,回流比为1:2~4。
4.根据权利要求1所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:步骤②中降温结晶时的温度为0~20℃。
5.根据权利要求4所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:步骤②中降温结晶时的温度为5~10℃。
6.根据权利要求1所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:步骤③中有机溶剂为二氯甲烷或二氯乙烷,有机溶剂和步骤①中喹啉羧酸类化合物的质量比为5~8:1。
7.根据权利要求1所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:步骤③中结晶温度为0~30℃。
8.根据权利要求1所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:步骤③中结晶温度为10~20℃。
9.根据权利要求1所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:催化剂为对甲苯磺酸、对三氟甲基苯磺酸或磷钨酸。
10.根据权利要求1所述的一种喹啉羧酸酯的合成方法,其特征在于:
R1选自氢、氟或氯;
R2选自氢、氟、氯、OCH3、OCH2CH3、OCH(CH3)2、OCF3、OCH2CF3
R3选自氢、H、CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3、CH(CH3)2
n为2或3;
R4选环丙基或乙基。
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