CN112239871B - 一种利用电化学微通道反应装置连续制备c-2位氯取代喹啉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用电化学微通道反应装置连续制备C‑2位氯代喹啉的方法，包括如下步骤：(1)组装电化学微通道反应装置；(2)将喹啉氮氧化物、氯化试剂溶解在混合溶剂中制成均相溶液I；(3)将步骤(2)制得的均相溶液I利用注射泵以单股进样通入步骤(1)所述的电化学反应装置；(4)打开电源，调节电流，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物C‑2位氯代喹啉。本发明利用绿色电化学氧化，在无过渡金属催化剂参与下以连续流动技术高效、高选择性合成C‑2位氯代喹啉；同时，本发明方法操作简单、成本低廉，能够连续不间断生产，可以并行放大具有良好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于化工合成领域，具体涉及一种利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法。
背景技术
有机卤化物(R-X)是具有高度实用性的化合物，它们不仅是许多药物分子和天然产物中的重要结构基序，还是通过过渡金属催化的氧化/还原交叉偶联反应合成精细化学品的关键组成部分。因此，研究此类化合物的实用有效的合成方法非常有价值，例如亲电芳香族取代和定向C-H卤化。尽管这些方法已广泛用于有机卤化物(R-X)的合成，但它们仍具有以下一个或多个限制：(1)需要使用危险和有毒的X2(X＝Br，Cl)作为卤化剂；(2)需要化学计量的添加剂/外源氧化剂；(3)需要金属盐作为催化剂；(4)需要导向基团的协助；(5)必须对每种类型的底物采用不同的，通常量身定制的催化体系；(6)苛刻的反应条件。因此，探索一种在无金属催化剂和无外源性氧化剂的条件下用无毒和绿色卤化剂合成各种有机卤化物(R-X)的有效且通用的方法是十分必要的。
喹啉是氮杂环中一类非常重要的化合物，尤其在制药工业中有广泛的应用。而且，它们也是许多天然产物和生物活性药物结构的母核，比如喹啉、氯喹、骆驼宁碱A、喜树碱。经过药物学家们的不断研究，大量的喹啉类衍生物被合成出来，而且它们具有广泛的生物活性，例如，抗疟疾、抗菌、抗炎症、抗肿瘤、抗糖尿病、抗哮喘、抗高血压、抗阿尔兹海默综合症、抗血小板积聚、抗HIV等活性。另外，它们在有机材料中也有广泛应用。因此，在喹啉环上进行卤化修饰成为改良喹啉活性以及开发多种含喹啉结构新药的重要手段。近年来，在喹啉环上引入卤素基团引起广泛的关注，现阶段的方法大多采用过渡金属催化来实现卤代喹啉的制备。然而这种方法不仅成本高昂，反应选择性也较差，难以实现工业放大。因此，开发一类实用有效且对环境友好的方法来合成这类化合物是非常有价值的。在这方面，电化学提供了一种理想的替代方法。特别是作为化学氧化剂的理想替代品，电化学阳极氧化为C-H官能化提供了一种有效且对环境无害的合成方法。但是电化学同样存在着难以放大的瓶颈，因此我们设计了连续流微反应器将其与电化学相结合，不仅高效的完成了氯代喹啉的制备也为工业放大提供了一种有效的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用电化学微通道反应装置利用喹啉氮氧化物为原料在无过渡金属参与下连续制备C-2位氯取代喹啉的绿色环保的方法，以解决现有技术中成本高昂，过渡金属残留，选择性不好以及难以工业放大等问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
一种利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，包括如下步骤：
(1)组装电化学微通道反应装置：将固定有阳极电极片的钛合金底座固定于反应槽底部，将固定有阴极电极片的钛合金底座置于反应槽上部，用不导电材质的螺杆固定阳极电极片和阴极电极片，并分别与可调直流电源连接，微通道反应器设置于阳极电极片和阴极电极片之间；
(2)将喹啉氮氧化物、氯化试剂溶解在混合溶剂中制成均相溶液I；
(3)将步骤(2)制得的均相溶液I利用注射泵以单股进样方式通入步骤(1)所述的电化学微通道反应装置的微通道反应器中；
(4)打开电源，调节电流，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物即为C-2位氯代喹啉；
反应式为：
其中，R为H、CH3或Cl。
步骤(1)中，所述阳极电极片为石墨片或铂片，优选地为石墨片；所述阴极电极片为镀铂钛合金。
步骤(1)中，所述的反应槽体积为0.05ml～1.0ml，优选地为，0.05ml、0.1ml、0.5ml、0.8ml、1.0ml，更优选地为0.1ml。
步骤(1)中，所述反应槽和螺杆均为不导电的聚四氟乙烯材质。
步骤(2)中，所述均相溶液I中，喹啉氮氧化物的量为0.2-0.5mmol；喹啉氮氧化物与氯化试剂的摩尔比为1:1～1:3，优选地为1:2。
步骤(2)中，所述均相溶液I中，以含氯盐类作为氯化试剂和电解质，所述含氯盐类为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四甲基氯化铵、氯化钾、氯化铵和氯化钠中的一种或几种，优选地为氯化钾。
步骤(2)中，所述混合溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与水或/和醇类溶剂中的一种或几种混合的溶剂，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与水或/和醇类溶剂体积比为2:1-8:1；优选地，所述混合溶剂为体积比8:1的DMF和水；所述醇类溶剂为乙醇、甲醇、三氟乙醇或六氟异丙醇。
步骤(3)中，所述单股进样的流速为0.02～0.08ml/min，优选地流速为0.05ml/min。
步骤(4)中，所述直流电源的规格为5A，30V；所述电流为10～15mA，优选地，为12mA。
有益效果：本发明方法具有绿色环保，反应时间短，反应温度适中，反应物收率较高和目标产物选择性较好等优点。同时，本发明该方法操作简单、成本低廉，能够连续不间断生产，具有良好的工业应用前景。
具体而言，与现有技术相比，本发明有如下优势：
(1)本发明通过使用电化学微反应装置来制备C-2位氯取代喹啉，相比于普通工艺该方法避免了过渡金属催化剂的使用，利用绿色电氧化以连续流动技术高效、高选择性合成C-2位氯取代喹啉。产品稳定且有利于放大生产，操作简单，反应温度低，安全性高，可以有效克服传统反应釜的缺点。
(2)本发明通过利用微通道装置，有效克服了电化学反应底物易分解，难以工业放大的问题，使的反应周期大大减少，反应更加完全。
(3)本发明通过微反应器的使用产物2-氯喹林收率高达93％。
附图说明
图1为本发明反应装置和流程示意图。
图2为本发明方法制得的产物2-氯喹林的氢谱。
图3为本发明方法制得的产物2-氯喹林的碳谱。
图4为本发明方法制得的产物2-氯-3-甲基喹啉的氢谱。
图5为本发明方法制得的产物2-氯-3-甲基喹啉的碳谱。
图6为本发明方法制得的产物2，4-二氯喹啉的氢谱。
图7为本发明方法制得的产物2，4-二氯喹啉的碳谱。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例转化率通过HPLC测得，数据见表1。
实施例1
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、66.3mg(2equiv.)的四乙基氯化铵溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率82％。
实施例2
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、111.6mg(2equiv.)的四丁基氯化铵溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率86％。
实施例3
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、43.8mg(2equiv.)的四甲基氯化铵溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率84％。
实施例4
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、21.4mg(2equiv.)的氯化铵溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率85％。
实施例5
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率93％。
实施例6
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、23.4mg(2equiv.)的氯化钠溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率91％。
实施例7
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、14.9mg(1equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率80％。
实施例8
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、44.7mg(3equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率93％。
实施例9
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在1.5ml水和3ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率82％。
实施例10
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和3ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率86％。
实施例11
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4.5ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率83％。
实施例12
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.02ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率90％。
实施例13
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.08ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率87％。
实施例14
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为10mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率85％。
实施例15
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为15mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率90％。
实施例16
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.05ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率91％。
实施例17
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.5ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率86％。
实施例18
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.8ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率83％。
实施例19
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率80％。
实施例20
组装电化学微通道反应装置：先将阳极镀铂片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于铂片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取29mg(0.2mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率83％。
实施例21
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取72.5mg(0.5mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、74.5mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率93％。
实施例22
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取72.5mg(0.5mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、37.3mg(1equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率87％。
实施例23
组装电化学微通道反应装置：先将阳极石墨片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于碳片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取72.5mg(0.5mmol,1equiv.)的喹啉氮氧化物、111.75mg(3equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯喹林,产率92％。
实施例21
组装电化学微通道反应装置：先将阳极镀铂片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于铂片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取31.8mg(0.2mmol,1equiv.)的3-甲基喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2-氯-3-甲基喹林，产率94％。
实施例22
组装电化学微通道反应装置：先将阳极镀铂片放置于钛合金底座上，再将体积为0.1ml的聚四氟乙烯反应槽置于铂片上层，然后将镀铂钛合金板置于反应槽上层，最后用聚四氟乙烯螺杆固定并连接可调直流电源。称取35.8mg(0.2mmol,1equiv.)的4-氯喹啉氮氧化物、29.8mg(2equiv.)的氯化钾溶解在0.5ml水和4ml DMF中制成均相溶液I。将制得的均相溶液I利用注射泵以流速为0.05ml/min的流速单股进样通入反应模块里。打开电源，调节电流为12mA，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物2，4-二氯喹林，产率88％。
表1 C-2位氯取代喹啉的收率
产物核磁表征，见图2至7；
1、2-氯喹林
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.12(d,J＝8.6Hz,1H),8.03(d,J＝8.5Hz,1H),7.87–7.80(m,1H),7.75(ddd,J＝8.4,7.0,1.4Hz,1H),7.57(ddd,J＝8.1,7.0,1.1Hz,1H),7.39(d,J＝8.6Hz,1H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ141.47,135.65,130.49,130.46,128.77,128.14,126.16,120.96,119.70,77.16.
HRMS(ESI-TOF)m/z calcd.for C9H6ClN[M+H]+:164.0262,found 164.0257.
2、2-氯-3-甲基喹啉
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.00–7.85(m,2H),7.68(d,J＝8.1Hz,1H),7.60(ddd,J＝8.5,6.9,1.5Hz,1H),7.46(ddd,J＝8.1,6.9,1.1Hz,1H),2.47(s,3H)ppm.
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ＝151.92,146.37,137.84,130.20,129.50,128.15,127.57,126.91,126.76,20.09ppm.
HRMS(ESI-TOF)m/z calcd.for C10H8ClN[M+H]+:178.0418,found 178.0422.
3、2，4-二氯喹啉
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.10(d,J＝8.4Hz,1H),7.95(d,J＝8.5Hz,1H),7.71(ddd,J＝8.4,7.0,1.4Hz,1H),7.57(ddd,J＝8.2,7.0,1.1Hz,1H),7.42(s,1H)ppm.
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ＝149.79,148.04,144.36,131.51,128.88,127.85,125.13,124.13,121.92ppm.
HRMS(ESI-TOF)m/z calcd.for C9H5Cl2N[M+H]+:197.9872,found 197.9897.
Claims (7)
1.一种利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)组装电化学微通道反应装置：将固定有阳极电极片的钛合金底座固定于反应槽底部，将固定有阴极电极片的钛合金底座置于反应槽上部，用不导电材质的螺杆固定阳极电极片和阴极电极片，并分别与可调直流电源连接，微通道反应器设置于阳极电极片和阴极电极片之间；
(2)将喹啉氮氧化物、氯化试剂溶解在混合溶剂中制成均相溶液I；其中，所述混合溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与其它溶剂的混合溶剂，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与其它溶剂的体积比为2:1-8:1；所述其它溶剂为水或/和醇类溶剂中的一种或几种混合；
(3)将步骤(2)制得的均相溶液I利用注射泵以单股进样方式通入步骤(1)所述的电化学微通道反应装置的微通道反应器中；
(4)打开电源，调节电流，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物即为C-2位氯代喹啉；所述直流电源的规格为5A，30V；所述电流为10～15mA；
反应式为：
其中，R为H、CH3或Cl；
其中，所述均相溶液I中，以含氯盐类作为氯化试剂和电解质，所述含氯盐类为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四甲基氯化铵、氯化钾、氯化铵和氯化钠中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述阳极电极片为石墨片或铂片；所述阴极电极片为镀铂钛合金。
3.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的反应槽体积为0.05ml～1.0ml。
4.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应槽和螺杆均为不导电的聚四氟乙烯材质。
5.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述均相溶液I中，喹啉氮氧化物的量为0.2-0.5mmol；喹啉氮氧化物与氯化试剂的摩尔比为1:1～1:3。
6.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述醇类溶剂为乙醇、甲醇、三氟乙醇或六氟异丙醇。
7.根据权利要求1所述的利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述单股进样的流速为0.02～0.08ml/min。
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