CN112939969B - 一种2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机合成技术领域,尤其涉及一种2‑乙酰基‑1,10‑菲啰啉的制备方法。本发明提供的制备方法,包括以下步骤:将8‑氨基喹啉、丙酮醛和醇类有机溶剂混合,发生席夫碱反应,得到E‑1‑(喹啉‑8‑亚胺基)丙烷‑2‑酮;将所述E‑1‑(喹啉‑8‑亚胺基)丙烷‑2‑酮和无水乙醇混合,去除水分后,加入催化剂和丙酮酸,发生doebner反应,得到2‑乙酰基菲啰啉‑4‑甲酸;将所述2‑乙酰基菲啰啉‑4‑甲酸在碱性条件下发生脱羧反应,得到所述2‑乙酰基‑1,10‑菲啰啉。所述制备方法合成路线简单,反应条件温和,易于工业化生产,且制备原料绿色友好。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域,尤其涉及一种2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备方法。
背景技术
目前,2-乙酰基-1,10-菲啰啉主要用在光电材料和催化材料,其主要是用2-溴菲啰啉在-78℃的条件下通过丁基锂拔溴,然后与N,N-二甲基乙酰胺反应制备得到。上述制备方法价格昂贵,合成条件太苛刻,工业化优势不大;同时,在上述制备过程中由于用到了三甲基氰硅烷,毒性较大,合成收率也不高,操作复杂。
同时,现有技术中还有通过3-乙酰基丙烯醛作为原料通过加成、环合、脱氢制备得到2-乙酰基-1,10-菲啰啉,但是这种原料3-乙酰基丙烯醛目前还没有工业化的生产厂家(虽然可以从市售产品中买到,但是存储条件要求高,并未实现大量工业化生产),而且3-乙酰基丙烯醛的稳定性也不好,容易聚合时不容易控制导致生成醛和氨基的缩合产物,导致工业副产物较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备方法。所述制备方法合成路线简单,原料易得,不产生固废,工艺更环保。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备方法,包括以下步骤:
将8-氨基喹啉、丙酮醛和醇类有机溶剂混合,发生席夫碱反应,得到E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮;
将所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮和无水乙醇混合,去除水分后,加入催化剂和丙酮酸,发生doebner反应,得到2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸;
将所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸在碱性条件下发生脱羧反应,得到所述2-乙酰基-1,10-菲啰啉。
优选的,所述8-氨基喹啉和丙酮醛的摩尔比为1:(0.8~2.5)。
优选的,所述8-氨基喹啉与醇类有机溶剂的质量比为1:(2~20)。
优选的,所述席夫碱反应的温度为40~70℃,时间为1~5h。
优选的,所述去除水分的过程在回流条件下进行,所述去除水分的时间为2~3h。
优选的,所述催化剂为多聚磷酸、钒酸、三氯氧磷、浓盐酸、硫酸、三氟甲磺酸和三氟乙酸中的一种或几种;
所述浓盐酸的质量浓度为30~36%;
所述催化剂与所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮的质量比为(0.01~8):1。
优选的,所述丙酮酸与所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮的摩尔比为(0.8~2.5):1。
优选的,所述doebner反应在回流条件下进行,所述doebner反应的时间为5~20h。
优选的,所述碱性条件的pH值为10~10.5。
优选的,所述脱羧反应在回流条件下进行,所述脱羧反应的时间为8~10h。
本发明提供了一种2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备方法,包括以下步骤:将8-氨基喹啉、丙酮醛和醇类有机溶剂混合,发生席夫碱反应,得到E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮;将所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮和无水乙醇混合,去除水分后,加入催化剂和丙酮酸,发生doebner反应,得到2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸;将所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸在碱性条件下发生脱羧反应,得到所述2-乙酰基-1,10-菲啰啉。合成路线简单,原料易得,不产生固废,工艺更环保。
附图说明
图1为实施例1制备得到的2-乙酰基-1,10-菲啰啉的核磁谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备方法,包括以下步骤:
将8-氨基喹啉、丙酮醛和醇类有机溶剂混合,发生席夫碱反应,得到E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮;
将所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮和无水乙醇混合,去除水分后,加入催化剂和丙酮酸,发生doebner反应,得到2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸;
将所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸在碱性条件下发生脱羧反应,得到所述2-乙酰基-1,10-菲啰啉。
在本发明中,若无特殊说明,所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
在本发明中,所述2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备流程优选如式Ⅰ所示:
本发明将8-氨基喹啉、丙酮醛和醇类有机溶剂混合,发生席夫碱反应,得到E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮。
在本发明中,所述8-氨基喹啉和丙酮醛的摩尔比优选为1:(0.8~2.5),更优选为1:(1.0~2.0),最优选为1:(1.4~1.8)。
在本发明中,所述8-氨基喹啉与醇类有机溶剂的质量比优选为1:(2~20),更优选为1:(6~13)。
在本发明中,所述混合的温度优选为室温,所述混合优选在搅拌的条件下进行,本发明对所述搅拌的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中,所述混合优选为将8-氨基喹啉溶解在醇类有机溶剂中后,滴加丙酮醛;本发明对所述滴加的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。所述滴加完成后,本发明还优选包括继续搅拌的过程;所述继续搅拌的时间优选为1~10min,更优选为3~6min。
在本发明中,所述席夫碱反应的温度优选为40~70℃,更优选为45~60℃;时间优选为1~5h,更优选为2~4h。
所述席夫碱反应完成后,本发明还优选包括依次进行的降温、过滤、洗涤和干燥。在本发明中,所述降温的目标温度优选为-5~0℃,保温时间优选为1h;本发明对所述过滤没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中,所述洗涤优选为采用冷乙醇对过滤得到的滤饼进行淋洗。在本发明中,所述干燥优选包括依次进行的抽干和真空干燥;本发明对抽干没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可;所述真空干燥的温度优选为50~60℃,更优选为55℃;所述真空干燥的时间优选为10h。
得到E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮后,本发明将所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮和无水乙醇混合,去除水分后,加入催化剂和丙酮酸,发生doebner反应,得到2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸。
在本发明中,所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮的质量和无水乙醇的体积比优选为1g:(2~15)mL,更优选为1g:(5~12)mL。
在本发明中,所述去除水分的过程优选在回流条件下进行,所述去除水分的时间优选为2~3h。
在本发明中,所述催化剂优选为多聚磷酸(PPA)、钒酸、三氯氧磷、浓盐酸、硫酸、三氟甲磺酸和三氟乙酸中的一种或几种;所述浓盐酸的质量浓度优选为30~36%;当所述催化剂为上述具体选择中的两种以上物质时,本发明对所述具体物质的配比没有任何特殊的限定,按任意配比进行混合即可。在本发明的具体实施例中,所述催化剂具体为PPA和钒酸;所述PPA和钒酸的质量比为46:1。
在本发明中,所述丙酮酸优选通过滴加的方式加入;本发明对所述滴加的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中,所述催化剂与所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮的质量比优选为(0.01~8):1,更优选为(0.3~2):1。
在本发明中,所述丙酮酸与所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮的摩尔比优选为(0.8~2.5):1,更优选为(1.04~1.2):1。
在本发明中,所述doebner反应优选在回流条件下进行,所述doebner反应的时间优选为5~20h,更优选为10~16h,最优选为12~14h。
所述doebner反应完成后,还优选包括依次进行的回收甲醇和萃取;本发明对所述回收甲醇的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可;所述萃取优选为在所述doebner反应得到的产物溶液中加入萃取液,搅拌2~3h后,静置分层,将得到的有机层进行水洗。在本发明中,所述萃取液优选包括纯化水和二氯甲烷;所述纯化水和二氯甲烷的体积比优选为5:3;所述萃取液与所述无水乙醇的体积比优选为8:5。在本发明中,所述搅拌的温度优选为室温,本发明对搅拌的转速没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的转速进行即可;本发明对所述水洗的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程将所述有机层洗至pH=6~7的范围内即可。
得到2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸后,本发明将所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸在碱性条件下发生脱羧反应,得到所述2-乙酰基-1,10-菲啰啉。
在本发明中,所述碱性条件的pH值优选为10~10.5;所述pH值优选通过采用碱液进行调节,本发明对所述碱液的种类没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的种类即可。在本发明中的具体实施例中,所述碱液为质量浓度为10%的氢氧化钠溶液。
在本发明中,当所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸通过碱液进行pH调节后,优选通过分层选取水层进行后续的脱羧反应。
在本发明中,所述脱羧反应优选在回流条件下进行,所述脱羧反应的时间优选为8~10h。
在所述脱羧反应的过程中,会有固体生成,优选通过TLC检测来判断反应是否完全;所述检测的过程优选为:取样,调节取样的pH=4后,用二氯甲烷提取样品,然后对二氯甲烷层进行TLC中控,看看原料是否反应完全。
所述脱羧反应完成后,本发明还优选包括依次进行的降温、过滤、水洗、脱色和重结晶。在本发明中,所述降温的目标温度优选为(0~5)±3℃,所述降温后优选保温1.5h;本发明对所述过滤和水洗没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。所述水洗完成后得到的水洗母液可直接用于下一批次的水洗过程。
在本发明中,所述脱色优选为将水洗后得到的产物与无水乙醇混合后,采用活性炭进行脱色;本发明对所述无水乙醇和活性炭的用量没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的用量即可。本发明对所述重结晶的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
下面结合实施例对本发明提供的2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
在室温下,将36g(0.25mol)8-氨基喹啉溶解在180mL的乙醇中,滴加20g(0.28mol)丙酮醛后,搅拌3min,在55℃下反应2h,降温至-5℃,保温1h,过滤,将得到的滤饼采用冷乙醇进行淋洗,抽干,在55℃下真空干燥10h,得到50.2g E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮(收率95%,纯度98%);
将50g(0.25mol)E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮和250mL无水甲醇混合后,回流3h,再加入23g PPA和0.5g钒酸后,滴加23g(0.26mol)丙酮酸,加热回流12h,回收甲醇,加入250mL纯化水和150mL二氯甲烷,室温搅拌2h,静置分层,取有机层用水洗至pH=7,得到2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸;
将所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液调节pH至10.5,分层,将水层进行回流9h(在回流过程中会有固体生成,取样,并调节pH=4后,用二氯甲烷提取,二氯甲烷层进行TLC检测至所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸完全消失),降温至5±3℃,保温1.5h,过滤水洗得到粗品,水洗后的母液直接用于下一批次的水洗过程,然后用200mL的无水乙醇将水洗后的固体溶解,并采用活性炭进行脱色,重结晶,得到46.3g2-乙酰基-1,10-菲啰啉,总收率为83%,纯度为98.9%;
将所述2-乙酰基-1,10-菲啰啉进行核磁测试,测试结果如图1所示:1H NMR解谱数据是:1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.22(dd,J=4.3,1.8Hz,1H),8.68(d,J=8.3Hz,1H),8.56(dd,J=8.1,1.8Hz,1H),8.30(d,J=8.3Hz,1H),8.15(d,J=8.8Hz,1H),8.09(d,J=8.8Hz,1H),7.85(dd,J=8.1,4.3Hz,1H),2.92(s,3H)。
实施例2
在室温下,将36g(0.25mol)8-氨基喹啉溶解在180mL的乙醇中,滴加20g(0.28mol)丙酮醛后,搅拌3min,在70℃下反应2h,降温至-5℃,保温1h,过滤,将得到的滤饼采用冷乙醇进行淋洗,抽干,在55℃下真空干燥10h,得到49g E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮;
将40g(0.20mol)E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮和220mL无水甲醇混合后,回流3h,再加入35g三氯氧磷,滴加21g(0.24mol)丙酮酸,加热回流15h,回收甲醇,加入到200mL纯化水和150mL二氯甲烷的混合液中,室温搅拌2h,静置分层,取有机层用水洗至pH=7,得到2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸;
将所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液调节pH至10.5,分层,将水层进行回流15h(在回流过程中会有固体生成,取样,并调节pH=4后,用二氯甲烷提取样品后,二氯甲烷层进行TLC检测至所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸完全消失),降温至0℃,保温1.5h,过滤水洗得到粗品,然后用200mL的无水乙醇将水洗后的固体溶解,并采用活性炭进行脱色,重结晶,得到30g 2-乙酰基菲啰啉,纯度98.3%;
将所述2-乙酰基-1,10-菲啰啉进行核磁测试,测试结果与实施例1的结果相似。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种2-乙酰基-1,10-菲啰啉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将8-氨基喹啉、丙酮醛和醇类有机溶剂混合,发生席夫碱反应,得到E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮;
将所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮和无水乙醇混合,去除水分后,加入催化剂和丙酮酸,发生doebner反应,得到2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸;
将所述2-乙酰基菲啰啉-4-甲酸在碱性条件下发生脱羧反应,得到所述2-乙酰基-1,10-菲啰啉;
所述催化剂为多聚磷酸、钒酸、三氯氧磷、浓盐酸、硫酸、三氟甲磺酸和三氟乙酸中的一种或几种;
所述浓盐酸的质量浓度为30~36%;
所述催化剂与所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮的质量比为(0.01~8):1。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述8-氨基喹啉和丙酮醛的摩尔比为1:(0.8~2.5)。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述8-氨基喹啉与醇类有机溶剂的质量比为1:(2~20)。
4.如权利要求1、2或3所述的制备方法,其特征在于,所述席夫碱反应的温度为40~70℃,时间为1~5h。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述去除水分的过程在回流条件下进行,所述去除水分的时间为2~3h。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述丙酮酸与所述E-1-(喹啉-8-亚胺基)丙烷-2-酮的摩尔比为(0.8~2.5):1。
7.如权利要求1、5或6所述的制备方法,其特征在于,所述doebner反应在回流条件下进行,所述doebner反应的时间为5~20h。
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述碱性条件的pH值为10~10.5。
9.如权利要求1或8所述的制备方法,其特征在于,所述脱羧反应在回流条件下进行,所述脱羧反应的时间为8~10h。
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