CN113121435B - 一种2,4-二氯喹啉类化合物的合成方法 - Google Patents

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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

Abstract

本发明公开一种2,4‑二氯喹啉类化合物的合成方法。属于有机合成技术领域。在室温下,将三光气和三苯基氧化膦混合溶于有机溶剂中,搅拌10~30min后,加入α‑取代的乙酰芳胺类化合物,将反应体系加热至90~130℃,继续搅拌反应3~6h,所得反应液经后处理得2,4‑二氯喹啉类化合物。通过本发明方法合成2,4‑二氯喹啉类化合物,步骤少,产率高,操作更加安全便捷;同时,反应中所用的三苯基氧化膦可回收循环使用,因此含磷废弃物的排放大大减少,适合工业化生产。

Description

一种2,4-二氯喹啉类化合物的合成方法
技术领域
本发明涉及一种2,4-二氯喹啉类化合物的合成方法,属于有机合成技术领域。
背景技术
2,4-二氯喹啉类化合物属于一类喹啉衍生物,被广泛用作合成喹啉类药物活性分子(J.Med.Chem.2018,15,6546~6573)、催化剂(J.Am.Chem.Soc.2018,140,1998~2001)、荧光探针(J.Am.Chem.Soc.2018,140,9486~9493)等的原料或中间体。
在现有技术中,2,4-二氯喹啉类化合物的合成方法主要有以下三种:一种是直接采用苯胺类化合物与丙二酸在三氯氧磷(POCl3)中回流反应制备(Bioorg.Med.Chem.Lett.2005,15,4806~4808)。虽然该方法所使用的原料都是大宗化工产品,但POCl3属于危险化学品,具有强烈的腐蚀性,不仅在使用过程中需要采取防腐蚀措施,而且反应后产生大量难以处理的磷酸副产物。此外,该方法所得产物的产率仅有30%左右。另一种方法是在已有的喹啉环上通过亲核取代或自由基反应直接引入氯取代基(①Eur.J.Org.Chem.2016,1606~1611;②Chem.Select 2018,3,10689~10693),其缺点是原料不易得。目前,常用的合成2,4-二氯喹啉类化合物的方法是通过缩合反应预先构建4-羟基喹啉-2-酮中间体,然后在POCl3或五氯化磷(PCl5)的作用下转化为2,4-二氯喹啉类化合物(①J.Chem.Res.2005,82~85;②Purinerg.Signal.2014,10,619~629;③Chem.Heterocycl.Comp.2005,41,1019~1021)。尽管该方法的适用范围较广,但其仍然需要使用POCl3或PCl5,三氯氧磷和五氯化磷为具有强烈腐蚀性的危险化学品,并且从原料到产物至少需要三个步骤,反应时间和步骤都较长,平均每个步骤的产率为80%,产物的总产率为50%左右,总产率低,且产生大量磷酸废弃物。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种从简单易得的原料一步合成2,4-二氯喹啉类化合物的方法。该方法具有合成步骤少、副产物少、操作安全便捷、生产成本低、产率高、适用范围广的优点。
本发明采用的技术方案是:一种2,4-二氯喹啉类化合物的合成方法,方法如下:在室温下,将三光气(BTC)和三苯基氧化膦(Ph3P=O)混合溶于有机溶剂中,搅拌10~30min后,加入α-取代的乙酰芳胺类化合物,将反应体系加热至90~130℃,继续搅拌反应3~6h,所得反应液经后处理得2,4-二氯喹啉类化合物。
进一步的,上述的合成方法,所述α-取代的乙酰芳胺类化合物具有如(I)所示的结构式:
Figure BDA0003028472210000021
其中,R1、R2、R3和R4各自独立地选自氢、C1~C4烷基、C1~C4烷氧基、C1~C4烷硫基、卤素或二甲胺基;R5选自卤素、氰基、三氟甲基、C1~C4烷氧羰基或二甲胺基甲酰基。
进一步的,上述的合成方法,按物质的量之比,三光气:三苯基氧化膦=(1~3):1。
进一步的,上述的合成方法,所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯或1,2-二氯乙烷中的一种或二种以上的混合。
进一步的,上述的合成方法,所述有机溶剂的用量为,每1mmolα-取代的乙酰芳胺类化合物加入有机溶剂5~15mL。
进一步的,上述的合成方法,按物质的量之比,α-取代的乙酰芳胺类化合物:三苯基氧化膦=(1~4):1。
进一步的,上述的合成方法,所述后处理的方法为:将所得反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,先以体积比(40~60):1的石油醚和乙酸乙酯混合液为洗脱剂,收集洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得2,4-二氯喹啉类化合物。剩余物再以体积比1:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液为洗脱剂,收集洗脱液,蒸除溶剂并干燥,回收三苯基氧化膦。
按照上述方法合成的2,4-二氯喹啉类化合物,具有通式(Ⅱ)的结构式:
Figure BDA0003028472210000022
其中,R1、R2、R3和R4各自独立地选自氢、C1~C4烷基、C1~C4烷氧基、C1~C4烷硫基、卤素或二甲胺基;R5选自卤素、氰基、三氟甲基、C1~C4烷氧羰基或二甲胺基甲酰基。
本发明的反应式如下:
Figure BDA0003028472210000031
本发明的有益效果在于:
(1)本发明缩短了2,4-二氯喹啉类化合物的合成反应时间和步骤。
(2)本发明所用的原料α-取代的乙酰芳胺类化合物(Ⅰ)廉价易得。
(3)本发明所用的三光气和三苯基氧化膦都是固体,操作时更加安全便捷,且它们都是大宗化工产品,价格低廉,三苯基氧化膦还可回收循环使用,从而减少含膦废弃物的排放,适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1 2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯的合成
室温下,向装有磁力搅拌子的15mL厚壁耐压瓶中加入7mL氯苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1mmol),混合物在室温下磁力搅拌30min后,向其中加入0.207g 3-苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1a,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应4h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.23g白色固体产物2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2a),产率为85%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,回收得到0.250g Ph3P=O,回收率为90%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000032
产物2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2a)的1H NMR和13C NMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.46(t,J=7.2Hz,3H),4.54(q,J=7.2Hz,2H),7.70(td,J1=7.2Hz,J2=1.2Hz,1H),7.85(td,J1=7.2Hz,J2=1.2Hz,1H),8.05(d,J=8.4Hz,1H),8.23(d,J=8.4Hz,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=14.0,62.8,124.4,124.5,127.2,128.5,128.9,132.2,141.3,145.5,147.2,163.7。
实施例2 6-甲基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯
室温下,向装有磁力搅拌子的38mL厚壁耐压瓶中加入10mL甲苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1mmol),混合物在室温下磁力搅拌20min后,向其中加入0.221g 3-对甲苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1b,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应4h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.227g白色固体产物6-甲基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2b),产率为80%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.256g Ph3P=O,回收率为92%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000041
产物6-甲基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2b)的1H NMR和13CNMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.47(td,J1=7.2,J2=1.5,3H),2.59(s,3H),4.54(qd,J1=7.2,J2=1.5,2H),7.66(dd,J1=8.6Hz,J2=1.6Hz,1H),7.92(d,J=8.6Hz,1H),7.97(s,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=13.9,21.7,62.7,123.1,124.2,127.0,128.4,134.3,139.0,140.3,144.3,145.7,163.7。
实施例3 6-甲硫基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯
室温下,向装有磁力搅拌子的15mL厚壁耐压瓶中加入5mL氯苯、0.445g BTC(1.5mmol)和0.139g Ph3P=O(0.5mmol),混合物在室温下磁力搅拌30min后,向其中加入0.253g 3-对甲硫基苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1c,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应6h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.221g白色固体产物6-甲硫基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2c),产率为70%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.128g Ph3P=O,回收率为92%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000051
产物6-甲硫基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2c)的1H NMR和13CNMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.46(t,J=7.2Hz,3H),2.63(s,3H),4.54(q,J=7.2Hz,2H),7.66(dd,J1=8.9Hz,J2=2.1Hz,1H),7.83(d,J=2.1Hz,1H),7.91(d,J=8.9Hz,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=13.9,15.1,62.8,117.7,124.8,127.5,128.7,131.0,139.4,141.1,144.1,145.2,163.6。
实施例4 6-甲氧基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯
室温下,向装有磁力搅拌子的38mL厚壁耐压瓶中加入10mL氯苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1.0mmol),混合物在室温下磁力搅拌30min后,向其中加入0.237g 3-对甲氧基苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1d,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应4h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.252g白色固体产物6-甲氧基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2d),产率为84%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.250g Ph3P=O,回收率为90%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000052
产物6-甲氧基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2d)的1H NMR和13CNMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.46(t,J=7.2Hz,3H),3.98(s,3H),4.54(q,J=7.2Hz,2H),7.40(d,J=2.7Hz,1H),7.46(dd,J1=9Hz,J2=2.7Hz,1H),7.94(d,J=9Hz,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=14.0,55.8,62.8,102.0,124.9,125.7,127.3,130.4,139.4,142.6,143.2,159.4,163.9。
实施例5 2,4,6-三氯喹啉-3-甲酸乙酯
室温下,向装有磁力搅拌子的38mL厚壁耐压瓶中加入10mL氯苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1.0mmol),混合物在室温下磁力搅拌30min后,向其中加入0.241g 3-对氯苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1e,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应5h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.212g白色固体产物2,4,6-三氯喹啉-3-甲酸乙酯(2e),产率为70%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.245g Ph3P=O,回收率为88%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000061
产物2,4,6-三氯喹啉-3-甲酸乙酯(2e)的1H NMR和13C NMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.47(t,J=7.2Hz,3H),4.55(q,J=7.2Hz,2H),7.78(dd,J1=9.0Hz,J2=0.7Hz,1H),7.99(d,J=9.0Hz,1H),8.21(s,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=13.9,63.0,123.4,125.2,128.0,130.4,133.1,134.8,140.1,145.5,145.8,163.3。
实施例6 2,4-二氯-6-碘喹啉-3-甲酸乙酯
室温下,向装有磁力搅拌子的38mL厚壁耐压瓶中加入10mL氯苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1.0mmol),混合物在室温下磁力搅拌30min后,向其中加入0.333g 3-对碘苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1f,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应5h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.293g白色固体产物2,4-二氯-6-碘喹啉-3-甲酸乙酯(2f),产率为74%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.247g Ph3P=O,回收率为89%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000062
产物2,4-二氯-6-碘喹啉-3-甲酸乙酯(2f)的1H NMR和13C NMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.46(t,J=7.2Hz,3H),4.54(q,J=7.2Hz,2H),7.75(d,J==8.8Hz,1H),8.08(dd,J1=8.8Hz,J2=1.8Hz,1H),8.59(d,J=1.8Hz,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=14.0,62.9,94.6,125.8,127.8,130.2,133.2,139.7,141.0,146.1,163.2。
实施例7 8-甲氧基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯
室温下,向装有磁力搅拌子的38mL厚壁耐压瓶中加入10mL氯苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1.0mmol),混合物在室温下磁力搅拌30min后,向其中加入0.237g 3-邻甲氧基苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1g,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应5h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.180g白色固体产物8-甲氧基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2g),产率为60%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.250g Ph3P=O,回收率为90%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000071
产物8-甲氧基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2g)的1H NMR和13C NMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.46(t,J=7.2Hz,3H),4.08(s,3H),4.54(q,J=7.2Hz,2H),7.18(d,J=7.8Hz,1H),7.60(t,J=8.2Hz,1H),7.77(d,J=8.2Hz,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=13.8,56.1,62.6,110.2,115.4,125.2,127.5,128.6,138.6,140.8,144.0,154.3,163.5。
实施例8 8-甲基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯
室温下,向装有磁力搅拌子的38mL厚壁耐压瓶中加入10mL甲苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1mmol),混合物在室温下磁力搅拌20min后,向其中加入0.221g 3-邻甲苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1h,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应5h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.227g白色固体产物8-甲基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2h),产率为80%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.253g Ph3P=O,回收率为91%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000081
产物8-甲基-2,4-二氯喹啉-3-甲酸乙酯(2h)的1H NMR和13C NMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.46(t,J=7.2Hz,3H),2.76(s,3H),4.54(q,J=7.2Hz,2H),7.56(t,J=7.8Hz,1H),7.66(d,J=7.1Hz,1H),8.06(d,J=8.4Hz,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=14.0,17.9,62.7,122.2,124.3,126.8,128.1,132.2,137.2,141.1,144.1,146.3,163.9。
实施例9 2,4,8-三氯喹啉-3-甲酸乙酯
室温下,向装有磁力搅拌子的38mL厚壁耐压瓶中加入10mL氯苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1.0mmol),混合物在室温下磁力搅拌30min后,向其中加入0.241g 3-邻氯苯胺基-3-氧代丙酸乙酯(1i,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应5h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.152g白色固体产物2,4,8-三氯喹啉-3-甲酸乙酯(2i),产率为50%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.245g Ph3P=O,回收率为88%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000082
产物2,4,8-三氯喹啉-3-甲酸乙酯(2i)的1H NMR和13C NMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=1.47(t,J=7.2Hz,3H),4.55(q,J=7.2Hz,2H),7.62(t,J=8.1Hz,1H),7.95(d,J=7.2Hz,1H),8.17(d,J=8.4Hz,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=13.9,62.9,123.3,125.6,128.0,128.2,132.1,133.0,141.4,143.4,146.2,163.2。
实施例10 2,4-二氯喹啉-3-甲腈
室温下,向装有磁力搅拌子的38mL厚壁耐压瓶中加入10mL氯苯、0.594g BTC(2.0mmol)和0.278g Ph3P=O(1.0mmol),混合物在室温下磁力搅拌30min后,向其中加入0.160g氰基乙酰苯胺(1j,1.0mmol),将反应体系加热至110℃继续磁力搅拌反应4h,反应结束后,反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,首先以石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的混合液为洗脱剂,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.156g白色固体产物2,4-二氯喹啉-3-甲腈(2j),产率为70%。然后以石油醚和乙酸乙酯体积比为1:1的混合液为洗脱剂,收集含Ph3P=O的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到0.250g Ph3P=O,回收率为90%。
上述反应式如下:
Figure BDA0003028472210000091
产物2,4-二氯喹啉-3-甲腈(2j)的1H NMR和13C NMR数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=7.77~7.82(m,1H),7.94~8.00(m,1H),8.08~8.11(m,1H),8.26~8.29(m,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=108.4,112.9,123.8,125.0,129.2,129.5,134.5,147.7,148.1,150.0。

Claims (5)

1.一种2,4-二氯喹啉类化合物的合成方法,其特征在于,方法如下:在室温下,将三光气和三苯基氧化膦混合溶于有机溶剂中,搅拌10~30 min后,加入α-取代的乙酰芳胺类化合物,将反应体系加热至90~130 ℃,继续搅拌反应3~6 h,所得反应液经后处理得2,4-二氯喹啉类化合物;
所述α-取代的乙酰芳胺类化合物具有如(I)所示的结构式:
Figure 960583DEST_PATH_IMAGE001
其中,R1、R2、R3和R4各自独立地选自氢、C1~C4烷基、C1~C4烷氧基、C1~C4烷硫基、卤素或二甲胺基;R5选自卤素、氰基、三氟甲基、C1~C4烷氧羰基或二甲胺基甲酰基;
按物质的量之比,三光气 : 三苯基氧化膦=(1~3): 1;
按物质的量之比,α-取代的乙酰芳胺类化合物 : 三苯基氧化膦=(1~4): 1。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯或1,2-二氯乙烷中的一种或二种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述有机溶剂的用量为,每1mmol α-取代的乙酰芳胺类化合物加入有机溶剂5~15 mL。
4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述后处理的方法为:将所得反应液经减压浓缩,所得浓缩物进行硅胶柱层析分离,以石油醚和乙酸乙酯混合液为洗脱剂,收集洗脱液,蒸除溶剂并干燥。
5.根据权利要求4所述的合成方法,其特征在于,按体积比,石油醚:乙酸乙酯=(40~60): 1。
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