CN113429345A - 一种吖啶酮的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种吖啶酮的制备方法,本发明的制备方法中,以酸性离子液体同时作为催化剂和溶剂,其中酸性离子液体以其可回收的优点作为催化剂替代硫酸、对甲苯磺酸等能够解决三废较多的问题;同时以其挥发性小的优点替代甲苯等挥发性有机溶剂,能够解决日益迫切的VOCs防治问题。该方法环境友好,符合绿色化学的要求。

Description

一种吖啶酮的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种吖啶酮的制备方法。
背景技术
吖啶酮(式1)是吖啶氧化后的产物,具有高度平面的刚性分子结构,共轭骨架中的官能团主要是9、10位上易于功能化的羰基和仲胺基,分子间存在显著的氢键和π-π相互作用,研究表明,吖啶酮类药物具有良好的抗肿瘤活性。另一方面,近年来由于小分子荧光探针的迅速发展,以及吖啶酮本身的刚性结构和良好的光学性质,吖啶酮衍生物在生物荧光探针、有机光电器件、荧光传感器等领域的应用引起了人们广泛的关注。
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式1
吖啶酮文献制备方法或步骤繁琐或所用溶剂存在环境污染隐患,限制了其在应用领域的研究,因此,环境友好、操作简便且高效的制备吖啶酮的工艺亟待开发。
尽管吖啶酮具有很高的应用价值,但现有文献合成方法大多用H3PO4、H2SO4、对甲苯磺酸等作催化剂,甲苯等作为有机溶剂,这类催化剂的大规模使用带来环境、资源等问题,为响应环保要求和VOCs要求,寻找新型催化剂和溶剂,实现4-羧基吖啶酮的绿色合成具有一定的应用价值和现实意义。
为解决现有的制备方法中产生的环境污染和操作复杂的问题,本发明在此基础上进一步研究,得到环境友好的吖啶酮的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吖啶酮的制备方法,以解决现有的制备方法中采用H2SO4、对甲苯磺酸等作催化剂,甲苯等最为有机溶剂产生的环境污染或操作复杂的问题。
5、本发明是通过以下技术方案实现的:一种吖啶酮的制备方法,包括以下步骤:
S1:将N-苯基邻氨基苯甲酸和酸性离子液添加至反应容器中;
S2:对步骤S1中的混合物加热至40-65℃,并搅拌均匀;
S3:保温状态下进行反应2-4小时,降温至室温得到粗品;
S4:将步骤S3中的粗品进行纯化。
进一步地,步骤S1中的酸性离子液为1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([HSO3-bmim]CF3SO3)、1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐([HSO3-bmim]P-TSA)、1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bmim]HSO4)、1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([HSO3-bmim]H2PO4)、1-丁基磺酸-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐([(CH2)4SO3HMIm]TS)中的一种。
进一步地,所述N-苯基邻氨基苯甲酸和酸性离子液的质量比例为1∶(3-10)。
进一步地,步骤S4中纯化步骤为使用粗品2-4倍质量的水洗涤并烘干。
本发明的有益效果在于:1、本发明的制备方法中,以酸性离子液体同时作为催化剂和溶剂,其中酸性离子液体以其可回收的优点作为催化剂替代硫酸、对甲苯磺酸等能够解决三废较多的问题;同时以其挥发性小的优点替代甲苯等挥发性有机溶剂,能够解决日益迫切的VOCs防治问题。该方法环境友好,符合绿色化学的要求。
2、本制备方法中,通过催化剂的加入降低了反应活化能,提高了反应活性,在45-60℃下即可反应,较以往的100℃以上避免了反应剧烈进行,反应更温和、过程可控性好,操作更安全简便且制得的吖啶酮的收率和纯度较高,收率为94%以上,纯度为99%以上,且反应完成后降至室温过滤后处理简便具有较好的工业化应用价值。
附图说明
图1为本发明的实施例1制得的吖啶酮的核磁共振氢谱图。
图2为本发明的实施例2制得的吖啶酮的核磁共振氢谱图。
图3为本发明的实施例3制得的吖啶酮的核磁共振氢谱图。
图4为本发明的实施例4制得的吖啶酮的核磁共振氢谱图。
图5为本发明的实施例5制得的吖啶酮的核磁共振氢谱图。
图6为本发明的实施例6制得的吖啶酮的核磁共振氢谱图。
图7为本发明的实施例7制得的吖啶酮的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
实施例1
室温下将(21.3g)N-苯基邻氨基苯甲酸和(213.0g)[HSO3-bmim]CF3SO3搅拌下加入反应器中,升温至45℃,保温搅拌反应4h,降至室温过滤所得固体即为吖啶酮粗品,然后在粗品中加入40g水洗涤,过滤,所得滤液回收,所得滤饼90℃烘干得到黄色固体粉末吖啶酮(18.6g,纯度99.1%,收率94.3%)。
对于实施例1制得的吖啶酮进行核磁共振氢谱测试,测试结果如图1所示。
实施例2
室温下将(21.3g)N-苯基邻氨基苯甲酸和(106.5g)[HSO3-bmim]CF3SO3搅拌下加入反应器中,升温至55℃,保温搅拌反应3h,降至室温过滤所得固体即为吖啶酮粗品,然后在粗品中加入60g水洗涤,过滤,所得滤液回收,所得滤饼90℃烘干得到黄色固体粉末吖啶酮(19.0g,纯度99.2%,收率96.4%)。
对于实施例2制得的吖啶酮进行核磁共振氢谱测试,测试结果如图2所示。
实施例3
室温下将(21.3g)N-苯基邻氨基苯甲酸和(63.9g)[HSO3-bmim]CF3SO3搅拌下加入反应器中,升温至60℃,保温搅拌反应2h,降至室温过滤所得固体即为吖啶酮粗品,然后在粗品中加入80g水洗涤,过滤,所得滤液回收,所得滤饼90℃烘干得到黄色固体粉末吖啶酮(18.8g,纯度99.2%,收率95.5%)。
对于实施例3制得的吖啶酮进行核磁共振氢谱测试,测试结果如图3所示。
实施例4
室温下将(21.3g)N-苯基邻氨基苯甲酸和(85.2g)[HSO3-bmim]P-TSA搅拌下加入反应器中,升温至50℃,保温搅拌反应4h,降至室温过滤所得固体即为吖啶酮粗品,然后在粗品中加入60g水洗涤,过滤,所得滤液回收,所得滤饼90℃烘干得到黄色固体粉末吖啶酮(19.1g,纯度99.0%,收率96.7%)。
对于实施例4制得的吖啶酮进行核磁共振氢谱测试,测试结果如图4所示。
实施例5
室温下将(21.3g)N-苯基邻氨基苯甲酸和(95.8g)[HSO3-bmim]HSO4搅拌下加入反应器中,升温至50℃,保温搅拌反应4h,降至室温过滤所得固体即为吖啶酮粗品,然后在粗品中加入60g水洗涤,过滤,所得滤液回收,所得滤饼90℃烘干得到黄色固体粉末吖啶酮(18.8g,纯度99.3%,收率95.9%)。
对于实施例5制得的吖啶酮进行核磁共振氢谱测试,测试结果如图5所示。
实施例6
室温下将(21.3g)N-苯基邻氨基苯甲酸和(74.6g)[HSO3-bmim]H2PO4搅拌下加入反应器中,升温至55℃,保温搅拌反应4h,降至室温过滤所得固体即为吖啶酮粗品,然后在粗品中加入60g水洗涤,过滤,所得滤液回收,所得滤饼90℃烘干得到黄色固体粉末吖啶酮(18.4g,纯度99.5%,收率94%)。
对于实施例6制得的吖啶酮进行核磁共振氢谱测试,测试结果如图6所示。
实施例7
室温下将(21.3g)N-苯基邻氨基苯甲酸和(63.9g)[(CH2)4SO3HMIm]TS搅拌下加入反应器中,升温至45℃,保温搅拌反应3h,降至室温过滤所得固体即为吖啶酮粗品,然后在粗品中加入60g水洗涤,过滤,所得滤液回收,所得滤饼90℃烘干得到黄色固体粉末吖啶酮(18.5g,纯度99.0%,收率94%)。
对于实施例7制得的吖啶酮进行核磁共振氢谱测试,测试结果如图7所示。
核磁图谱是定性分析,同一种化合物的核磁图谱相同,故补充了相应实施例的纯度检测图谱和检测方法;
总的检测方法:采用高效液相色谱法进行含量检测,主峰位置与标准品出峰时间一致,紫外检测器,流速0.8ml/min,甲醇及磷酸水混合溶液做流动相。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种吖啶酮的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:将N-苯基邻氨基苯甲酸和酸性离子液添加至反应容器中;
S2:对步骤S1中的混合物加热至40-65℃,并搅拌均匀;
S3:保温状态下进行反应2-4小时,降温至室温得到粗品;
S4:将步骤S3中的粗品进行纯化。
2.根据权利要求1所述的一种吖啶酮的制备方法,其特征在于:步骤S1中的酸性离子液为1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([HSO3-bmim]CF3SO3)、1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐([HSO3-bmim]P-TSA)、1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bmim]HSO4)、1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([HSO3-bmim]H2PO4)、1-丁基磺酸-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐([(CH2)4SO3HMIm]TS)中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种吖啶酮的制备方法,其特征在于:所述N-苯基邻氨基苯甲酸和酸性离子液的质量比例为1∶(3-10)。
4.根据权利要求1所述的一种吖啶酮的制备方法,其特征在于:步骤S4中纯化步骤为使用粗品2-4倍质量的水洗涤并烘干。
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