CN112679485A - 一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法 - Google Patents
一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
技术领域
本发明属于珍珠荧光剂化工中间体制备技术领域,具体涉及一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法。
背景技术
荧光剂,是一类分子具有π电子形成的平面共轭体系,如-C=C-C=C-C=C-或-N=C-C=N-C=C-的有机分子。特性是能吸收入射光线产生荧光,使物质获得类似荧石的闪闪发光的效应,使肉眼看到的物质很白,达到增白的效果。珍珠是有机宝石的一种,具有良好的美容和药用价值,因为含有氨基酸和油脂会随着时间久远,被空气而引起泛黄和褪色。为此,人们采取了不同的优化措施来使珍珠增白、增艳,这种优化方法在行业内是被允许的。珍珠荧光增白剂显示了难以比拟的优越性。联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物是一种能吸收紫外光并激发出蓝色或蓝紫色荧光的有机化合物,增加了珍珠对光线的发射率,发射光的强度超过了投射于被处理物上原来可见光的强度。所以,人们用眼睛看上去珍珠的白度增加了,从而达到增白的目的。
已知的联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物制备方法主要是通过过渡金属催化,经过卤化、偶联得到,但现有的方法存在催化剂昂贵、反应步骤多、反应效率低和反应应用范围不广泛等缺点。本方法通过采用便宜易得高催化活性的氯化铁作为催化剂,经过多组分反应简便实现联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的高效的制备,具有原料简单易得,反应条件温和,适用范围广泛,产率优良等优点。在珍珠优化领域具有重要的应用前景。
发明内容
本发明属于珍珠荧光剂化工中间体制备技术领域,具体涉及一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法。
本发明通过以下技术方案加以实现:
所述的一种三价铁离子催化制备式(Ⅳ)所示的珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于制备方法为:式(Ⅰ)所示的喹啉类化合物、式(Ⅱ)所示的苯并二氢硫代吡喃类化合物和式(Ⅲ)所示的苯甲酸类化合物在有机溶剂为介质中反应,在过渡金属盐酸盐为催化剂,在有机碱的促进下充分反应,制得反应物,所述反应物通过后处理制得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物;所述催化剂为氯化铁,所述有机碱为二异丙基胺基锂,所述的有机溶剂为乙腈;
式(Ⅰ)R1选自下列之一:氢、甲基;R2选自下列之一:氢、甲基、卤素;R3选自下列之一:氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物和苯甲酸类化合物的比例为5mmol/5mmol/6mmol。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物和溶剂乙腈的比例为5mmol/5mmol/15mL。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物和与二异丙基胺基锂的比例为5mmol/5mmol/10mmol。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物与氯化铁的比例为5mmol/5mmol/1mmL。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物与苯甲酸类化合物的当量比为1:1:1-1:1:1.5。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述反应温度为100℃,反应时间为24小时,反应处于氮气保护下。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述后处理的具体方法由以下步骤组成:
1)萃取:反应物常温冷却至室温后,往反应物中添加20mL饱和氯化钠水溶液,然后用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,萃取液合并;
2)浓缩:将萃取液用无水硫酸钠干燥,旋转蒸发仪旋干,得浓缩物;
3)将浓缩物用柱层析硅胶吸附,加入到200-300目的层析硅胶柱中,以正己烷:乙酸乙酯按一定的比例快速柱层析,洗脱液合并,旋转蒸发仪旋干,油泵抽得产物珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于步骤2)中干燥时间为8小时。
所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于步骤3)中正己烷和乙酸乙酯的体积比为5:1-1:1。
附图说明
图1为本发明中产物4a的1H-NMR谱;
图2为本发明中产物4a的13C-NMR谱;
图3为本发明中产物4b的1H-NMR谱;
图4为本发明中产物4b的13C-NMR谱;
图5为本发明中产物4c的1H-NMR谱;
图6为本发明中产物4c的13C-NMR谱;
图7为本发明中产物4d的1H-NMR谱;
图8为本发明中产物4d的13C-NMR谱;
图9为本发明中产物4e的1H-NMR谱;
图10为本发明中产物4e的13C-NMR谱;
图11为本发明中产物4f的1H-NMR谱;
图12为本发明中产物4f的13C-NMR谱;
图13为本发明中产物4g的1H-NMR谱;
图14为本发明中产物4g的13C-NMR谱;
图15为本发明中产物4h的1H-NMR谱;
图16为本发明中产物4h的13C-NMR谱。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明予以进一步详述。
本发明合成步骤,在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉类化合物、5mmol苯并二氢硫代吡喃类化合物和6mmol的苯甲酸类化合物,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物纯品,产率79-94%。所有产物结构经过核磁共振和质谱结果对比得以确定,具体实施例和表征数据如下:
实施例1:4a产物的制备
在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉、5mmol苯并二氢硫代吡喃和6mmol的苯甲酸,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物4a纯品1648mg,产率77%,白色荧光固体。4a1H-NMR图谱见图1,4a13C-NMR图谱见图2。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.42(s,1H),8.25(d,J=8.6Hz,1H),8.07(d,J=8.1Hz,1H),7.71-7.65(m,4H),7.57(ddd,J=8.0,7.0,0.8Hz,1H),7.50(ddd,J=7.2,7.2,1.2Hz,1H),7.45-7.36(m,3H),7.36-7.27(m,3H),7.24(dd,J=7.6,7.4Hz,1H),7.19(d,J=6.7Hz,1H),6.98(ddd,J=7.5,7.5,1.1Hz,1H),6.88(s,1H),6.57(s,1H),6.51(d,J=7.6Hz,1H);13C NMR(125.8MHz,CDCl3):δ154.1,153.6,153.2,140.2,135.3,134.0,131.9,131.3,129.9,129.2,128.9,128.7,128.4,128.3,128.23,128.20,128.16,127.7,126.8,126.7,125.0,124.9,124.5,123.8,101.2,78.4.
实施例2:4b产物的制备
在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉、5mmol苯并二氢硫代吡喃和6mmol的4-甲氧基苯甲酸,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物4b纯品2050mg,产率84%,白色荧光固体。
4b1H-NMR图谱见图3,4b13C-NMR图谱见图4。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.39(s,1H),8.21(d,J=8.6Hz,1H),8.04(d,J=8.0Hz,1H),7.62(d,J=8.9Hz,2H),7.60(d,J=8.5Hz,2H),7.54(dd,J=7.5,7.3Hz,1H),7.47(dd,J=8.3,7.1Hz,1H),7.21(dd,J=7.5,7.4Hz,1H),7.16(d,J=7.2Hz,1H),6.97-6.92(m,3H),6.87-6.83(m,3H),6.48(d,J=7.5Hz,1H),6.45(s,1H),3.81(s,3H),3.80(s,3H);13CNMR(125.8MHz,CDCl3):δ160.3,159.7,153.8,153.7,153.1,135.4,132.7,132.3,131.1,130.6,129.7,128.5,128.14,128.10,127.7,126.6,.126.3,124.9,124.1,123.4,113.9,113.7,99.6,78.5,55.3(2C).
实施例3:4c产物的制备
在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉、5mmol苯并二氢硫代吡喃和6mmol的4-甲基苯甲酸,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物4c纯品2052mg,产率90%,白色荧光固体。4c1H-NMR图谱见图5,4c13C-NMR图谱见图6。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.41(s,1H),8.23(d,J=8.6Hz,1H),8.06(d,J=8.0Hz,1H),7.59-7.52(m,5H),7.49(dd,J=7.9,7.7Hz,1H),7.24-7.19(m,3H),7.16(d,J=7.4Hz,1H),7.13(d,J=8.1Hz,2H),6.95(dd,J=7.4,7.3Hz,1H),6.85(s,1H),6.50(s,1H),6.46(d,J=7.6Hz,1H),2.36(s,3H),2.34(s,3H);13C NMR(125.8MHz,CDCl3):δ154.2,153.8,153.1,139.0,138.1,137.3,135.3,132.1,131.3,131.2,129.8,129.12,129.08,129.0,128.6,128.1,127.7,126.7,126.5,125.0,124.9,124.4,123.6,100.4,78.4,21.3,21.2.
实施例4:4d产物的制备
在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉、5mmol苯并二氢硫代吡喃和6mmol的4-氟苯甲酸,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物4d纯品2130mg,产率94%,白色荧光固体。4d1H-NMR图谱见图7,4d13C-NMR图谱见图8。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.40(s,1H),8.21(d,J=8.5Hz,1H),8.07(d,J=8.1Hz,1H),7.68-7.60(m,4H),7.58(dd,J=7.4,7.3Hz,1H),7.51(dd,J=7.8,7.3Hz,1H),7.25(dd,J=7.5,7.5Hz,1H),7.19(d,J=7.5Hz,1H),7.11(dd,J=8.6,8.4Hz,2H),7.04-6.96(m,3H),6.80(s,1H),6.52-6.47(m,2H);13C NMR(125.8MHz,CDCl3):163.2(d,J=249.0Hz),162.9(d,J=248.2Hz),153.3,153.1,152.8,136.2,135.2,131.8,131.0(d,J=8.3Hz),130.9,130.1,130.04,130.01,128.7,128.4,128.2,127.6,126.9(d,J=12.8Hz),126.8(d,J=12.6Hz),124.8,124.4,123.8,115.4(d,J=21.6Hz),115.3(d,J=21.7Hz),100.9,78.5.
实施例5:4e产物的制备
在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉、5mmol苯并二氢硫代吡喃和6mmol的4-氯苯甲酸,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物4e纯品2182mg,产率88%,白色荧光固体。4e1H-NMR图谱见图9,4e13C-NMR图谱见图10。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.40(s,1H),8.21(d,J=8.6Hz,1H),8.07(d,J=8.1Hz,1H),7.61-7.55(m,5H),7.51(dd,J=7.8,7.5Hz,1H),7.39(d,J=8.3Hz,2H),7.28(d,J=8.7Hz,2H),7.24(d,J=7.5Hz,1H),7.19(d,J=7.3Hz,1H),6.99(ddd,J=7.5,7.5,1.0Hz,1H),6.79(s,1H),6.55(s,1H),6.49(d,J=7.6Hz,1H);13C NMR(125.8MHz,CDCl3):δ153.4,152.9,152.6,138.5,135.1,134.7,134.5,132.3,131.6,130.9,130.6,130.1,128.7,128.6,128.5,128.4,128.2,127.6,127.08,127.05,126.2,124.8,124.4,124.0,101.6,78.4.
实施例6:4f产物的制备
在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉、5mmol苯并二氢硫代吡喃和6mmol的4-溴苯甲酸,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物4f纯品2603mg,产率89%,白色荧光固体。4f1H-NMR图谱见图11,4f13C-NMR图谱见图12。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.40(s,1H),8.19(d,J=8.6Hz,1H),8.07(d,J=8.1HZ,1H),7.61-7.49(m,8H),7.44(d,J=8.6Hz,2H),7.24(d,J=7.5Hz,1H),7.19(d,J=7.2Hz,1H),6.99(dd,J=7.5,7.5Hz,1H),6.76(s,1H),6.55(s,1H),6.46(d,J=7.6Hz,1H);13C NMR(125.8MHz,CDCl3):δ153.4,152.8,152.6,138.9,135.2,132.8,131.6,131.54,131.47,130.90,130.87,130.2,128.7,128.5,128.3,127.6,127.2,127.1,126.5,124.8,124.5,124.0,123.0,122.9,101.7,78.4.
实施例7:4g产物的制备
在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉、5mmol苯并二氢硫代吡喃和6mmol的4-氰基苯甲酸,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物4g纯品2127mg,产率89%,白色荧光固体。4g1H-NMR图谱见图13,4g13C-NMR图谱见图14。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.43(s,1H),8.16(d,J=9.1Hz,1H),8.11(d,J=8.2Hz,1H),7.78-7.68(m,6H),7.67-7.62(m,2H),7.61-7.52(m,3H),7.27(dd,J=7.5,7.5Hz,1H),7.05(dd,J=7.5,7.5Hz,1H),6.73-6.67(m,2H),6.50(d,J=7.6Hz,1H);13C NMR(125.8MHz,CDCl3):δ153.8,151.9,151.4,137.9,135.0,132.3,132.2,130.9,130.8,130.6,130.5,130.1,128.8,128.5,128.0,127.7,127.5,127.0,125.1,124.8,124.7,118.6,118.5,112.1,104.3,78.4.
实施例8:4h产物的制备
在25mL的圆底烧瓶中分别加入5mmol喹啉、5mmol苯并二氢硫代吡喃和6mmol的3-甲基苯甲酸,然后依次加入15mL乙腈、1mmol氯化铁、10mmol的二异丙基胺基锂,反应在100℃下搅拌24小时,反应在氮气保护下进行。冷却后向体系中加入20mL饱和NaCl水溶液,用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,合并有机相,用无水Na2SO4干燥后,蒸除溶剂,200-300目的硅胶柱层析得珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物4h纯品1961mg,产率86%,白色荧光固体。4h1H-NMR图谱见图15,4h13C-NMR图谱见图16。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.42(s,1H),8.25(d,J=8.6Hz,1H),8.06(d,J=8.1Hz,1H),7.59-7.54(m,2H),7.54-7.47(m,3H),7.43(d,J=7.5Hz,1H),7.29(dd,J=7.7,7.6Hz,1H),7.25-7.19(m,3H),7.17(d,J=7.3Hz,1H),7.14(d,J=7.5Hz,1H),6.96(dd,J=7.5,7.4Hz,1H),6.87(s,1H),6.55(s,1H),6.47(d,J=7.5Hz,1H),2.38(s,3H),2.35(s,3H).13CNMR(125.8MHz,CDCl3):δ154.4,153.8,153.2,140.1,138.1,137.9,135.3,134.0,131.9,131.4,130.1,129.8,129.7,129.0,128.7,128.2,128.13,128.12,128.1,127.7,126.7,126.6,126.1,125.7,124.9,124.4,123.7,122.3,101.1,78.5,21.4.
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物和苯甲酸类化合物的比例为5mmol/5mmol/6mmol。
3.根据权利要求1所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物和溶剂乙腈的比例为5mmol/5mmol/15mL。
4.根据权利要求1所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物和与二异丙基胺基锂的比例为5mmol/5mmol/10mmol。
5.根据权利要求1所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物与氯化铁的比例为5mmol/5mmol/1mmL。
6.根据权利要求1所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述喹啉类化合物、苯并二氢硫代吡喃类化合物与苯甲酸类化合物的当量比为1:1:1-1:1:1.5。
7.根据权利要求1所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述反应温度为100℃,反应时间为24小时,反应处于氮气保护下。
8.根据权利要求1所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于所述后处理的具体方法由以下步骤组成:
1)萃取:反应物常温冷却至室温后,往反应物中添加20mL饱和氯化钠水溶液,然后用乙酸乙酯萃取3次,每次20mL,萃取液合并;
2)浓缩:将萃取液用无水硫酸钠干燥,旋转蒸发仪旋干,得浓缩物;
3)将浓缩物用柱层析硅胶吸附,加入到200-300目的层析硅胶柱中,以正己烷:乙酸乙酯按一定的比例快速柱层析,洗脱液合并,旋转蒸发仪旋干,油泵抽得产物珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物。
9.根据权利要求8所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于步骤2)中干燥时间为8小时。
10.根据权利要求8所述的一种三价铁离子催化制备珍珠荧光剂联苯并二氢硫代吡喃喹啉类化合物的方法,其特征在于步骤3)中正己烷和乙酸乙酯的体积比为5:1-1:1。
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