CN111574528A - 一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，属于有机合成技术领域。本发明的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，将反应原料芳香醛、活泼亚甲基化合物和4‑羟基喹啉‑2‑酮以及催化剂分别加入到反应溶剂中混合均匀，然后经加热回流反应即可制备得到吡喃并喹啉衍生物，所述催化剂采用磁性纳米材料催化剂，其结构式为：
Figure DDA0002543418270000011
采用本发明的技术方案反应原料的利用率及产物产率较高，且催化体系可循环使用，降低了对环境的污染，产物提纯过程简单。

Description

一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种含有-NH2的磁性纳米材料催化制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法。
背景技术
吡喃并喹啉衍生物是许多天然产物的结构单元，具有广泛的生物活性和药理活性，如抗血小板凝聚、抗细胞毒素、抗真菌、抗雌性激素紊乱、抗高血压、抗糖尿病等。另外，它们还可以用作杀虫剂、抗菌杀菌剂、解热剂、止痛剂、抗组胺剂等。因此，吡喃并喹啉衍生物的制备引起了药物合成工作者的广泛关注。
作为吡喃并喹啉衍生物中的一种，2-氨基-4-芳基吡喃并喹啉衍生物的制备目前主要有两种方法。第一种方式是采用两种原料进行制备，比如王香善等以芳亚甲基丙二腈和4-羟基喹啉-2-酮作为反应原料，在乙醇中以六氢吡啶作为催化剂，可以在80℃条件下制备一系列的2-氨基-3-氰基-4-芳基-5，6-二氢-4H-吡喃并[3，2-c]喹啉-5-酮衍生物，整个制备过程反应条件温和，产率较高(芳亚甲基丙二腈和4-羟基喹啉-2-酮反应的研究[J]，有机化学，2004，24(12)：1595～1597)。再比如该课题组以方亚甲基丙二腈或2-氰基-3-芳基丙烯酸酯和4-羟基喹啉-2-酮为原料，水为溶剂，三乙基苄基氯化铵为催化剂，可以制备出一系列的2-氨基-4-芳基-5，6-二氢-4H-吡喃并[3，2-c]喹啉-5-酮衍生物(水相中2-氨基-4-芳基-5，6-二氢化-4H-吡喃并[3，2-c]喹啉-5-酮衍生物[J]，有机化学，2006，26(2)：228～232)。第二种方式是采用三组分一锅法进行制备。比如王香善课题组以芳香醛、氰基乙酸酯和4-羟基喹啉-2-酮为反应原料，KF-Al2O3为催化剂，在乙醇中可以一锅法制备出一系列的2-氨基-4-芳基-5，6-二氢-4H-吡喃[3，2-c]喹啉-5-酮-3-羧酸酯衍生物，整个制备过程具有反应条件温和、容易操作和产物收率高等优点(KF-alumina催化下2-氨基-4-芳基-5，6-二氢-4H-吡喃[3，2-c]喹啉-5-酮-3-羧酸酯衍生物的一步合成[J]，有机化学，2005，25(5)：579～582)。再比如国外的Senniappan Thamarai Selvi等以4-羟基喹啉-2(1H)-酮、芳香醛和氰基乙酸乙酯作为反应原料，三乙胺作为催化剂，在微波辅助下可以制备出2-氨基-3-乙酸基-4-苯并吡喃[3，2-c]喹啉-5(6H)-酮衍生物(Microwave solvent-freecondition synthesis and pharmacological evaluation of pyrano[3，2-c]quinolines[J]，Medicinal Chemistry Research，2012，21：2902～2910)。
但是上述制备方法在工业化大规模应用过程中会产生很多缺点，比如催化剂和反应溶剂均不能循环使用，产生的大量废液会污染环境；制备过程操作比较复杂，耗时较长；产物的提纯需要有重结晶或柱层析等操作，费时费力费钱，环保性较差；反应原料利用率低，原子经济性较差。
发明内容
1.要解决的问题
本发明的目的在于克服现有医药中间体吡喃并喹啉衍生物制备方法存在的催化剂催化效率及反应原料利用率相对较低、催化剂和反应溶剂均不能循环使用、易污染环境等的不足，而提供了一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法。采用本发明的技术方案可有效解决上述问题，反应原料的利用率及产物产率较高，且催化体系可循环使用，降低了对环境的污染，产物提纯过程简单。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，将反应原料芳香醛、活泼亚甲基化合物和4-羟基喹啉-2-酮以及催化剂分别加入到反应溶剂中混合均匀，然后经加热回流反应即可制备得到吡喃并喹啉衍生物，所述催化剂采用磁性纳米材料催化剂，其结构式为：
Figure BDA0002543418250000021
其化学反应式为：
Figure BDA0002543418250000022
其中，所述芳香醛、活泼亚甲基化合物和4-羟基喹啉-2-酮的物质的量之比为1：1～1.5：1，磁性纳米材料催化剂以克计的质量是所用芳香醛以毫摩尔计的物质的量的6～14％，所述混合溶剂为甲醇、二甲基乙酰胺和蒸馏水组成的溶液，其中甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为(1～5)：1：(1～2)，以毫升计的混合溶剂的体积量为以毫摩尔计的芳香醛摩尔量的5～9倍。
具体的，本发明包括以下步骤：(1)首先在一个带有磁力搅拌子和球形冷凝管的单口瓶中加入混合溶剂，然后加入芳香醛、活泼亚甲基化合物和4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，最后加入磁性纳米材料催化剂；(2)加热至混合溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持此温度至原料点消失(TLC检测)，反应结束(回流反应时间为84～102min)，关闭搅拌；(3)立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，实现催化剂与反应体系的分离；(4)吸附出催化剂的剩余反应液冷却至室温，析出的固体碾碎、静置8h，进行抽滤；(5)抽滤的滤渣用体积比为95％的乙醇水溶液洗涤三次，85-88℃下真空干燥10-12h得到吡喃并喹啉衍生物；(6)将吸附出的催化剂放入到抽滤后的滤液中，加入反应原料芳香醛、活泼亚甲基化合物和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述步骤进行下一轮反应。
所述芳香醛为苯甲醛、邻氯苯甲醛、对氯苯甲醛、对溴苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、对甲基苯甲醛、间硝基苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、3，4-二氯苯甲醛中的任意一种。所述活泼亚甲基化合物为丙二腈、氰基乙酸甲酯、氰基乙酸乙酯中的任意一种。本发明所用的磁性纳米材料催化剂的制备方法参见相关文献(Polyvinyl amine coated Fe3O4@SiO2 magneticmicrospheres for Knoevenagel condensation[J]，Chinese Journal of Catalysis，2014，35：21～27)。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，以芳香醛、活泼亚甲基化合物和4-羟基喹啉-2-酮为反应原料，通过选用含有-NH2的磁性纳米材料作为催化剂，该催化剂催化制备吡喃并喹啉衍生物的效率和选择性较高，从而可以有效提高反应效率，抑制副产物的产生，进而保证所得吡喃并喹啉衍生物的产率和纯度，并有利于缩短反应时间。
(2)本发明的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，采用甲醇、二甲基乙酰胺和蒸馏水组成的混合溶液作为反应溶剂，并对催化剂和反应溶剂的用量及反应溶剂中各组分的体积比进行优化，从而可以进一步减少副反应的发生，并使催化剂的催化活性得到最好的发挥。同时，本申请的混合溶剂不仅仅作为反应溶剂，还兼有重结晶溶剂的作用，使得产物的提纯过程较为简单。
(3)本发明的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，由磁性纳米材料催化剂和混合溶剂组成的催化体系不经任何处理可以重复使用，使得反应原料的利用率得到了提升，经济和环境效益较高。
附图说明
图1为实施例1中催化体系使用次数对产物收率和纯度的影响对比表；
图2为实施例7中催化体系使用次数对产物收率和纯度的影响对比表；
图3为实施例8中催化体系使用次数对产物收率和纯度的影响对比表；
具体实施方式
下面实施例中反应产物的红外光谱测试表征使用的是德国Bruker公司的型号为EQUINOX 55红外光谱仪(KBr压片)；氢谱核磁共振表征采用的是德国Bruker公司的型号为AVANCE 400MHz的核磁共振仪；高效液相色谱纯度测定使用的是日本岛津公司的型号为UFLC-2010PLUS的高效液相色谱仪。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
向盛有5ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为2：1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol苯甲醛、1.0mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.09g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流91min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.29g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.1％，计算收率为91％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入苯甲醛、丙二腈和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000041
IR(KBr)ν：3383，3278，3137，2856，2188，1695，1593，1497，1382，1250，1164，1099，743，688cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝4.47(s，1H，CH)，7.15～7.31(m，9H，ArH，NH2)，7.55(t，J＝8.0Hz，1H，ArH)，7.89(d，J＝8.5Hz，1H，ArH)，11.72(s，1H，NH)。
实施例2
向盛有6ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为3：1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol邻氯苯甲醛、1.2mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.10g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流94min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.32g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.7％，计算收率为89％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入邻氯苯甲醛、丙二腈和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000051
IR(KBr)ν：3321，3286，3167，2993，2948，2861，2189，1662，1590，1585，1436，1318，1257，1170，1108，1031，812，760cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝5.05(s，1H，CH)，7.16～7.41(m，8H，ArH，NH2)，7.59～7.64(m，1H，ArH)，7.96(d，J＝7.4Hz，1H，ArH)，11.69(s，1H，NH)。
实施例3
向盛有8ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为4：1：2)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol对氯苯甲醛、1.1mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.08g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流87min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.32g产物，高效液相色谱测定其纯度为99.1％，计算收率为92％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入对氯苯甲醛、丙二腈和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000052
IR(KBr)ν：3351，3301，3152，2937，2848，2199，1673，1595，1590，1481，1389，1254，1170，1094，1022，841，760cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝4.53(s，1H，CH)，7.27(d，J＝8.5Hz，2H，ArH)，7.32(s，2H，NH2)，7.36～7.41(m，4H，ArH)，7.62～7.66(m，1H，ArH)，7.96(d，J＝8.5Hz，1H，ArH)，11.80(s，1H，NH)。
实施例4
向盛有7ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为5：1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol对甲氧基苯甲醛、1.4mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.12g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流97min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.31g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.4％，计算收率为87％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入对甲氧基苯甲醛、丙二腈和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000061
IR(KBr)ν：3383，3280，3137，2853，2188，1695，1595，1497，1381，1250，1163，1098，746，689cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝3.68(s，3H，CH3O)，4.41(s，1H，CH)，6.80(d，J＝8.0Hz，2H，ArH)，7.07(d，J＝8.0Hz，2H，ArH)，7.16(s，2H，NH2)，7.23～7.31(m，2H，ArH)，7.51～7.58(m，1H，ArH)，7.87(d，J＝8.4Hz，1H，ArH)，11.69(s，1H，NH)。
实施例5
向盛有7ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为4：1：2)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol间硝基苯甲醛、1.4mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.10g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流95min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.32g产物，高效液相色谱测定其纯度为97.8％，计算收率为86％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入间硝基苯甲醛、丙二腈和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000071
IR(KBr)ν：3545，3423，3326，2999，2947，2856，2190，1668，1642，1586，1513，1436，1375，1349，1247，1170，1104，1010，898，822，754，701，678cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝4.75(s，1H，CH)，7.32～7.38(m，2H，ArH)，7.44(s，2H，NH2)，7.61～7.65(m，2H，ArH)，7.78(d，J＝7.8Hz，1H，ArH)，7.98(d，J＝8.6Hz，1H，ArH)，8.09(s，1H，ArH)，8.13(d，J＝8.6Hz，1H，ArH)，11.85(s，1H，NH)。
实施例6
向盛有8ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为5：1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol 2，4-二氯苯甲醛、1.3mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.12g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流99min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.36g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.4％，计算收率为91％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入2，4-二氯苯甲醛、丙二腈和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000072
IR(KBr)ν：3347，3311，3173，2956，2860，2201，1674，1638，1585，1482，1386，1319，1265，1188，1117，1047，858，752cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝5.02(s，1H，CH)，7.19～7.38(m，6H，ArH，NH2)，7.57～7.63(m，2H，ArH)，7.95(d，J＝8.6Hz，1H，ArH)，11.78(s，1H，NH)。
实施例7
向盛有6ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为3：1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol苯甲醛、1.0mmol氰基乙酸乙酯、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.09g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流95min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.32g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.6％，计算收率为87％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入苯甲醛、氰基乙酸乙酯和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000081
IR(KBr)ν：3434，3312，3225，3058，2974，2889，2858，1673，1617，1580，1527，1491，1442，1376，1279，1175，1093，1024，842，759，693cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝1.12(t，J＝7.4Hz，3H，CH3)，4.00(q，J＝7.4Hz，2H，CH2)，7.51～7.57(m，1H，ArH)，7.73(s，2H，NH2)，7.94(d，J＝8.2Hz，1H，ArH)，11.68(s，1H，NH)。
实施例8
向盛有7ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为3：1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol对氯苯甲醛、1.1mmol氰基乙酸甲酯、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.11g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流89min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.33g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.4％，计算收率为85％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入对氯苯甲醛、氰基乙酸甲酯和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000091
IR(KBr)ν：3449，3352，3264，2983，2902，1685，1571，1529，1485，1440，1382，1278，1236，1161，1086，1035，915，804，742cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝3.54(s，3H，CH3)，4.81(s，1H，CH)，7.22～7.31(m，6H，ArH)，7.52～7.58(m，1H，ArH)，7.94(d，J＝8.2Hz，1H，ArH)，7.74(s，2H，NH2)，11.73(s，1H，NH)。
实施例9
向盛有7ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为3：1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol对溴苯甲醛、1.0mmol氰基乙酸乙酯、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.10g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流83min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.40g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.7％，计算收率为89％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入对溴苯甲醛、氰基乙酸乙酯和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000092
IR(KBr)ν：3392，3296，3204，3065，2947，2806，1677，1615，1588，1449，1374，1263，1213，1176，1139，1091，1025，898，866，748cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝1.17(t，J＝7.4Hz，3H，CH3)，4.05(q，J＝7.4Hz，2H，CH2)，4.86(s，1H，CH)，7.24(d，J＝8.6Hz，2H，ArH)，7.33(t，J＝7.8Hz，1H，ArH)，7.38(d，J＝8.2Hz，1H，ArH)，7.42(d，J＝8.6Hz，2H，ArH)，7.58～7.61(m，1H，ArH)，7.82(s，2H，NH2)，8.01(d，J＝8.2Hz，1H，ArH)，11.74(s，1H，NH)。
实施例10
向盛有8ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为4：1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol对甲基苯甲醛、1.5mmol氰基乙酸甲酯、1.0mmol4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.13g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流98min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.31g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.2％，计算收率为85％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入对甲基苯甲醛、氰基乙酸甲酯和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000101
IR(KBr)ν：3410，3276，3189，3057，3006，2948，2845，1674，1597，1584，1437，1382，1339，1285，1178，1090，901，775，682cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝2.18(s，3H，CH3)，3.53(s，3H，CH3)，4.78(s，1H，CH)，6.97(d，J＝8.2Hz，2H，ArH)，7.09(d，J＝8.2Hz，2H，ArH)，7.23～7.31(m，2H，ArH)，7.51～7.57(m，1H，ArH)，7.76(s，2H，NH2)，7.94(d，J＝7.2Hz，1H，ArH)，11.72(s，1H，NH)。
实施例11
向盛有9ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为5：1：2)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol 3，4-二氯苯甲醛、1.5mmol氰基乙酸乙酯、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.14g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流102min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，反应结束。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，此时析出大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.38g产物，高效液相色谱测定其纯度为98.1％，计算收率为86％。将吸附出的滤渣放入到抽滤后的滤液中，加入3，4-二氯苯甲醛、氰基乙酸乙酯和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述条件和步骤进行下一轮反应。
本实施例所得产物的表征数据如下：
Figure BDA0002543418250000111
IR(KBr)ν：3481，3397，3295，2982，3057，2853，1680，1609，1565，1523，1493，1375，1264，1244，1161，1083，1012，955，874，752cm-1；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：δ＝1.12(t，J＝7.2Hz，3H，CH3)，3.98(q，J＝7.2Hz，2H，CH2)，4.78(s，1H，CH)，7.11(dd，J＝8.0Hz，1.8Hz，1H，ArH)，7.25～7.33(m，2H，ArH)，7.42(d，J＝1.8Hz，1H，ArH)，7.44(d，J＝8.0Hz，1H，ArH)，7.52～7.58(m，1H，ArH)，7.81(s，2H，NH2)，7.95(d，J＝8.4Hz，1H，ArH)，11.73(s，1H，NH)。
对比例1
向盛有5ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为2：1：2)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol苯甲醛、1.0mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.09g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流91min，TLC(薄板层析)检测，原料点未完全消失。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，用反应液冲洗催化剂，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，有大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.29g产物，高效液相色谱测定其纯度为83.3％，计算收率为76％。
对比例2
向盛有5ml混合溶剂(甲醇-二甲基乙酰胺的体积比为2：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol苯甲醛、1.0mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.09g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流91min，TLC(薄板层析)检测，原料点未完全消失。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，用反应液冲洗催化剂，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，有少量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.22g产物，高效液相色谱测定其纯度为88.7％，计算收率为62％。
对比例3
向盛有5ml混合溶剂(甲醇-水的体积比为2：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol苯甲醛、1.0mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，混合均匀，再加入0.09g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流91min，TLC(薄板层析)检测，原料点未完全消失。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，用反应液冲洗催化剂，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，有较少量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.15g产物，高效液相色谱测定其纯度为92.1％，计算收率为43％。
对比例4
向盛有5ml混合溶剂(二甲基乙酰胺-水的体积比为1：1)的带有球形冷凝管和搅拌子的50ml单口瓶中加入1.0mmol苯甲醛、1.0mmol丙二腈、1.0mmol 4-羟基喹啉-2-酮，室温搅拌，形成悬浮液，再加入0.09g磁性纳米材料催化剂。油浴加热，均匀升温至溶剂回流(溶剂蒸气不超过球形冷凝管的第二个球)，保持回流91min，TLC(薄板层析)检测，原料量基本没有变化。关闭加热和搅拌，立即用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，用反应液冲洗催化剂，剩余反应液转移至烧杯中并逐渐冷却至室温，有大量的固体，碾碎固体，静置8h，抽滤，滤渣经95％乙醇水溶液(4ml×3)洗涤、85℃下真空干燥12h后得到0.04g产物，高效液相色谱测定其纯度为90.4％，计算收率为11％。
分别考察实施例1、实施例7和实施例8中混合溶剂和磁性纳米材料所组成的催化体系使用次数对产物纯度和收率的影响，其结果分别见图1-图3，结合图1-图3中数据以及对比例1-4可以得出，本发明的催化体系催化制备吡喃并喹啉衍生物的效率较高，所得产物的产率及纯度较高，且其循环使用性能较好，在循环使用过程中能够同时保证所得产物产率及纯度的稳定性，因此其循环使用次数较多。

Claims (9)

1.一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：将反应原料芳香醛、活泼亚甲基化合物和4-羟基喹啉-2-酮以及催化剂分别加入到反应溶剂中混合均匀，然后经加热回流反应即可制备得到吡喃并喹啉衍生物，所述催化剂采用磁性纳米材料催化剂，其结构式为：
Figure FDA0002543418240000011
2.根据权利要求1所述的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：所述催化剂以克计的质量为所用芳香醛以毫摩尔计的物质的量的6～14％。
3.根据权利要求1所述的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：所述的反应溶剂采用甲醇、二甲基乙酰胺和蒸馏水组成的溶液，其中甲醇-二甲基乙酰胺-水的体积比为(1～5)：1：(1～2)。
4.根据权利要求1所述的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：以毫升计的反应溶剂的体积量为以毫摩尔计的芳香醛摩尔量的5～9倍。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：所述的芳香醛为苯甲醛、邻氯苯甲醛、对氯苯甲醛、对溴苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、对甲基苯甲醛、间硝基苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、3，4-二氯苯甲醛中的任意一种。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：所述的活泼亚甲基化合物为丙二腈、氰基乙酸甲酯、氰基乙酸乙酯中的任意一种。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：所述芳香醛、活泼亚甲基化合物和4-羟基喹啉-2-酮的物质的量之比为1：(1～1.5)：1。
8.根据权利要求7所述的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：反应结束后用磁铁将磁性纳米材料催化剂吸附出来，实现催化剂与反应体系的分离，将吸附出催化剂的剩余反应液冷却至室温，析出的固体经碾碎、静置后进行抽滤，抽滤所得滤渣经洗涤、真空干燥即得到吡喃并喹啉衍生物；吸附出的催化剂放入到抽滤后的滤液中，加入反应原料芳香醛、活泼亚甲基化合物和4-羟基喹啉-2-酮，按照上述步骤进行下一轮反应。
9.根据权利要求8所述的一种制备医药中间体吡喃并喹啉衍生物的方法，其特征在于：抽滤所得滤渣采用体积比为95％的乙醇水溶液洗涤三次，然后于85-88℃下真空干燥10-12h；所述回流反应时间为84～102min。
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