CN115073371B - 一种4-溴甲基喹啉酮的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种4‑溴甲基喹啉酮的制备方法,属于有机合成技术领域。本发明提供的制备方法包括以下步骤:将4‑溴乙酰乙酸苯胺、硅胶固载硫酸催化剂和有机溶剂混合,进行脱水成环反应,得到4‑溴甲基喹啉酮;所述硅胶固载硫酸催化剂的硅胶为B型无机硅胶。本发明以硅胶固载硫酸催化剂催化脱水成环反应的进行,能够避免传统4‑溴甲基喹啉酮制备过程中浓硫酸或含磷催化剂的使用,不产生污染废水,不腐蚀生产设备,能够降低催化剂对环境造成的污染,且所得4‑溴甲基喹啉酮的收率和纯度均较高;硅胶固载硫酸催化剂在反应后易于分离,简化了后处理操作。同时,硅胶固载硫酸催化剂能够热活化再生,可以被重复利用。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域,特别涉及一种4-溴甲基喹啉酮的制备方法。
背景技术
日本大冢公司开发的瑞巴派特是近年来上市的一种新型胃粘膜保护剂。研究表明瑞巴派特可以激活胃部的上皮生产因子及其受体在正常胃粘膜和溃疡胃粘膜上的表达,促进上皮细胞增生、再生以及腺体的重建。目前瑞巴派特在促进胃溃疡愈合,抑制胃部幽门螺旋杆菌繁殖等方面具有良好的疗效。作为新型的胃粘膜保护剂、抗溃疡药物,瑞巴派特在胃溃疡和急性胃粘膜损伤治疗中占有重要地位。
瑞巴派特的商品名为Mucosta,其化学结构如式I所示。该化合物的重要的起始原料为4-溴甲基喹啉酮,其结构如式II所示。
关于4-溴甲基喹啉酮的制备方面,目前大部分都是由4-溴乙酰乙酸苯胺在催化剂作用下,经脱水成环得到,如式a所示:
此法通常操作是首先将化合物III溶解到3~8倍重量的浓硫酸中,之后为此反应温度在50℃左右反应。在该步反应中,催化剂一般选用浓硫酸既做催化剂,又作为溶剂使用。在反应完成后,将反应液慢慢加入到冰水中。产物会从水中析出,过滤得到固体,之后再对该固体进行重结晶,烘干后得到4-溴甲基喹啉酮,其收率在90%,纯度在98%左右。
然而,以上方法需要使用大量浓硫酸,会对设备造成腐蚀,增加工艺过程的危险性,同时在后处理过程中,会产生大量的稀硫酸废水,该稀硫酸废水处理成本相当高,环境风险很大。
为了解决浓硫酸所带来的问题,有文献(4-溴甲基-2(H)喹啉酮的合成研究,李新阳等,2014年,41卷,6期,70页)采用多聚磷酸作为催化剂和脱水剂,同时还有专利(CN105753781A)利用溶剂带水,所带的水经装有五氧化二磷的设备干燥后,再回流到反应体系中,从而推动脱水关环反应的进行。以上方案克服了使用浓硫酸的弊端,但是又造成了大量含磷废水的产生。由于磷排放指标十分严格,因此含磷废水更加难以处理,环境风险更大。
发明内容
有鉴于此,本发明目的在于提供一种4-溴甲基喹啉酮的制备方法,本发明方法能够降低催化剂对环境造成的污染。
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4-溴甲基喹啉酮的制备方法,包括以下步骤:
将4-溴乙酰乙酸苯胺、硅胶固载硫酸催化剂和有机溶剂混合,进行脱水成环反应,得到4-溴甲基喹啉酮;
所述硅胶固载硫酸催化剂的硅胶为B型无机硅胶。
优选的,所述硅胶固载硫酸催化剂的制备方法,包括以下步骤:
将B型无机硅胶依次浸渍于盐酸溶液和硫酸溶液中,干燥后得到硅胶固载硫酸催化剂。
优选的,所述B型无机硅胶的平均粒径为4~8nm,比表面积≥500m2/g。
优选的,所述盐酸溶液的质量浓度为5~20%,浸渍盐酸溶液的时间≥2h。
优选的,所述硫酸溶液的浓度为30~60%,浸渍硫酸溶液的时间≥2h。
优选的,所述干燥的温度100~200℃。
优选的,所述硅胶固载硫酸催化剂与4-溴乙酰乙酸苯胺的质量比为0.3~2:1。
优选的,所述脱水成环反应的温度为80~110℃,时间为20~30h。
优选的,所述脱水成环反应后,还包括对硅胶固载硫酸催化剂进行热活化再生,所述热活化再生的温度为100~200℃,时间≥2h。
优选的,所述脱水成环反应后,还包括对所得脱水成环反应液进行后处理,所述后处理包括:对所述脱水成环反应液依次进行去除有机溶剂、冷却结晶、重结晶和干燥,得到4-溴甲基喹啉酮纯品。
本发明提供了一种4-溴甲基喹啉酮的制备方法,包括以下步骤:将4-溴乙酰乙酸苯胺、硅胶固载硫酸催化剂和有机溶剂混合,进行脱水成环反应,得到4-溴甲基喹啉酮;所述硅胶固载硫酸催化剂的硅胶为B型无机硅胶。本发明以硅胶固载硫酸催化剂催化脱水成环反应的进行,能够避免传统4-溴甲基喹啉酮制备过程中浓硫酸或含磷催化剂的使用,不产生污染废水,不腐蚀生产设备,能够降低催化剂对环境造成的污染,且所得4-溴甲基喹啉酮的收率和纯度均较高,其收率≥90%,纯度≥99%;硅胶固载硫酸催化剂在反应后易于分离,简化了后处理操作。同时,硅胶固载硫酸催化剂能够热活化再生,可以被重复利用,实施例结果表明,本发明中,硅胶固载硫酸催化剂经热活化再生后,能够重复利用五次。
具体实施方式
本发明提供了一种4-溴甲基喹啉酮的制备方法,包括以下步骤:
将4-溴乙酰乙酸苯胺、硅胶固载硫酸催化剂和有机溶剂混合,进行脱水成环反应,得到4-溴甲基喹啉酮;
所述硅胶固载硫酸催化剂的硅胶为B型无机硅胶。
在本发明中,所述硅胶固载硫酸催化剂的制备方法,优选包括以下步骤:
将B型无机硅胶依次浸渍于盐酸溶液和硫酸溶液中,干燥后得到硅胶固载硫酸催化剂。
在本发明中,所述B型无机硅胶的平均粒径优选为4~8nm,更优选为5~6nm;比表面积优选≥500m2/g,更优选为500~600m2/g。在本发明中,所述B型无机硅胶的形貌为细颗粒状。
在本发明中,所述盐酸溶液的质量浓度优选为5~20%,更优选为10~15%;浸渍盐酸溶液的时间优选≥2h,更优选为2~4h。在本发明中,所述盐酸溶液与B型无机硅胶的质量比优选为3~10:1,更优选为5~8:1。本发明通过所述浸渍盐酸溶液,能够去除掉硅胶中的碱性杂质,改变硅胶的pH值至5~6,改善硅胶的催化性能。
在本发明中,所述浸渍盐酸后,本发明优选对浸渍盐酸的硅胶进行水洗,本发明对所述水洗对的方式没有特殊的要求,将硅胶洗涤至中性即可。
在本发明中,所述硫酸溶液的浓度优选为30~60%,更优选为40~50%;浸渍硫酸溶液的时间优选≥2h,更优选为2~4h。在本发明中,所述硫酸溶液与B型无机硅胶的质量比优选为0.5~1:1,更优选为0.6~0.8:1。
所述浸渍硫酸后,本发明优选对含有硅胶的硫酸浸渍液进行加热蒸发,去除硫酸浸渍液中的水分。
在本发明中,所述干燥的温度优选为100~200℃,更优选为150~180℃;本发明对所述干燥的时间没有特殊的要求,使所得硅胶固载硫酸催化剂保持恒重即可。
本发明将4-溴乙酰乙酸苯胺、硅胶固载硫酸催化剂和有机溶剂混合,进行脱水成环反应,得到4-溴甲基喹啉酮。在本发明中,所述有机溶剂优选为甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷、乙腈和冰乙酸中的一种或几种;所述有机溶剂与4-溴乙酰乙酸苯胺的质量比优选为3~8:1,更优选为4~6:1。
在本发明中,所述硅胶固载硫酸催化剂与4-溴乙酰乙酸苯胺的质量比优选为0.3~2:1,更优选为0.8~1.5:1,更优选为1~1.2:1。
在本发明中,所述脱水成环反应的温度优选为80~110℃,更优选为90~100℃;时间优选为20~30h,更优选为25~28h。
在本发明中,所述脱水成环反应后,本发明还优选包括对硅胶固载硫酸催化剂进行热活化再生,所述热活化再生的温度优选为100~200℃,更优选为140~180℃;时间优选≥2h,更优选为2~4h。
在本发明中,所述脱水成环反应后,本发明还优选包括对所得脱水成环反应液进行后处理,所述后处理包括:对所述脱水成环反应液依次进行去除有机溶剂、冷却结晶、重结晶和干燥,得到4-溴甲基喹啉酮纯品。
在本发明中,所述去除有机溶剂的方式优选为真空减压蒸馏。在本发明中,所述冷却结晶的温度优选为10℃。
在本发明中,所述重结晶使用的溶剂优选为甲苯、冰乙酸、甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或几种。
本发明对所述干燥的方式没有特殊的要求,使用本领域技术人员熟知的干燥方式将固体干燥至恒重即可。
下面结合实施例对本发明提供的4-溴甲基喹啉酮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
(1)硅胶固载硫酸催化剂的制备:
取100g细颗粒状B型硅胶,置于500g10%的盐酸中,充分搅拌2h以上;
过滤出硅胶,之后用去离子水充分浸泡、洗涤,直至所洗涤的水溶液的pH值在6~7之间;
之后将洗涤好的硅胶,置于300g浓度为30%的硫酸水溶液中,充分搅拌2h以上;
之后加热蒸馏除去绝大部分水分;再升缓慢升温到180℃充分干燥至恒重;
在氮气氛围下,降温到室温;将所得催化剂置于干燥器中保持待用;
(2)脱水成环反应:
氮气保护下,取240g的4-溴乙酰乙酸苯胺置于1100mL的冰乙酸中,加入80g固载催化剂,搅拌;
升温到80~90℃间,搅拌反应24h;取样中控原料转化完全;
趁热抽滤,滤饼用少量热的冰乙酸洗涤;所得滤饼为硅胶固载硫酸催化剂,待重新再生处理;
所得滤液真空减压蒸馏,除去绝大部分冰乙酸至有大量固体析出;
将残留液搅拌下降至10℃内结晶;抽滤,得4-溴甲基喹啉酮粗湿品;
将该粗湿品用250g甲醇重结晶,经抽滤、干燥,最后可以得到209g 4-溴甲基喹啉酮;收率94%,纯度99.2%;
1HNMR(400MHZ,DMSO):4.89(s,2H),6.72(s,1H),7.21~7.25(m,1H),7.34(d,1H),7.53(m,1H),7.84(d,1H),11.84(s,1H).
实施例2
将过过滤回收出的硅胶固载硫酸催化剂,经去离子水洗涤后,在180℃干燥2h以上,至恒重;之后氮气氛围下降温至室温,干燥器中保持待用;
该再生的催化剂循环用于脱水成环反应,反应条件与后处理方式与实施例1相同,再生次数与收率变化见表1。
表1再生硅胶固载硫酸催化剂的催化效果
实验序号 | 催化剂使用次数 | 原料转化完全所用时间 | 收率 |
1 | 第一次 | 24h | 94% |
2 | 再生第一次 | 24h | 94% |
3 | 再生第二次 | 25h | 92% |
4 | 再生第三次 | 28h | 90% |
5* | 再生第四次 | 30h | 90% |
6 | 再生第五次 | 36h | 88% |
注*:使用的催化剂用量增加了20%。
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4-溴甲基喹啉酮的制备方法,包括以下步骤:
将4-溴乙酰乙酸苯胺、硅胶固载硫酸催化剂和有机溶剂混合,进行脱水成环反应,得到4-溴甲基喹啉酮;
所述硅胶固载硫酸催化剂的硅胶为B型无机硅胶;
所述硅胶固载硫酸催化剂的制备方法,包括以下步骤:
将B型无机硅胶依次浸渍于盐酸溶液和硫酸溶液中,干燥后得到硅胶固载硫酸催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述B型无机硅胶的平均粒径为4~8nm,比表面积≥500 m2/g。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述盐酸溶液的质量浓度为5~20%,浸渍盐酸溶液的时间≥2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硫酸溶液的浓度为30~60%,浸渍硫酸溶液的时间≥2h。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度100~200 ℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硅胶固载硫酸催化剂与4-溴乙酰乙酸苯胺的质量比为0.3~2:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述脱水成环反应的温度为80~110℃,时间为20~30 h。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述脱水成环反应后,还包括对硅胶固载硫酸催化剂进行热活化再生,所述热活化再生的温度为100~200 ℃,时间≥2 h。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述脱水成环反应后,还包括对所得脱水成环反应液进行后处理,所述后处理包括:对所述脱水成环反应液依次进行去除有机溶剂、冷却结晶、重结晶和干燥,得到4-溴甲基喹啉酮纯品。
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