RU2687972C1 - Способ получения 2,3-диалкилхинолинов - Google Patents
Способ получения 2,3-диалкилхинолинов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687972C1 RU2687972C1 RU2018142502A RU2018142502A RU2687972C1 RU 2687972 C1 RU2687972 C1 RU 2687972C1 RU 2018142502 A RU2018142502 A RU 2018142502A RU 2018142502 A RU2018142502 A RU 2018142502A RU 2687972 C1 RU2687972 C1 RU 2687972C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aniline
- reaction
- dialkylquinolines
- asm
- autoclave
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D215/00—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems
- C07D215/02—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D215/04—Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen atoms or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to the ring carbon atoms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к cпособу каталитического получения 2,3-диалкилхинолинов взаимодействием анилина с альдегидами, характеризующемуся тем, что в качестве катализатора используют аморфный мезопористый алюмосиликат ASM в количестве 5-20 мас.% по отношению к исходной смеси реагентов, реакцию проводят при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2 в автоклаве при 120-180°С в течение 6 ч в растворе хлорбензола. Способ позволяет упростить синтез производных хинолина и снизить энерго- и материалоемкость процесса гетероциклизации. 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 2,3-диалкилхинолинов общей формулы:
Хинолин и его производные обладают широким спектром биологической и фармацевтической активности. Производные хинолина входят в состав высокоэффективных противомалярийных [Larsen, R.D., Corley, Е.G., 1996. J. Org. Chem. 61, 3398. Chauhan, P.M.S., Srivastava, S.K., 2001. Curr. Med. Chem. 8, 1535], противоопухолевых [Myers, A.G., Tom, N.J., 1997. J. Am. Chem. Soc. 119, 6072. Comins, D.L., Hong, H., Saha, J.K., 1994. J. Org. Chem. 59, 5120], противовоспалительных [Roma, G., Braccio, M.D., 2000. Eur. J. Med. Chem. 35, 1021], противоастматических [Dube, D., Blouin, M., 1998. Bioorg. Med. Chem. Lett. 8, 1255], антигипертонических [Ferrarini, P.L., Mori, C, 2000. Eur. J. Med. Chem. 35, 815] и антибактериальных [Chen, Y.L., Fang, K.G., 2001. J. Med. Chem. 44, 2374] лекарственных препаратов, a также широко используются в качестве гербицидов и пестицидов [Larsen, R.D., Corley, Е.G., 1996. J. Org. Chem. 61, 3398. Chauhan, P.M.S., Srivastava, S.K., 2001. Curr. Med. Chem. 8, 1535]. Производные хинолина нашли применение в оптической электронике [Agarwal, А.K., Jenekhe, S.А., 1991. Macromolecules 24, 6806].
Классическими способами получения производных хинолина являются реакции Скраупа, Фридлендера, Дебнера-Миллера, Кнорра и Пфитцингера [Skraup, Z.Н., 1880. Ber. Dtsch. Chem. Ges.; Dobner, О., von Miller, W., 1881. Ber. Dtsch. Chem. Ges.; Gould, R.G., Jacobs, W.A. 1939. J. Am. Chem. Soc.]. Известно использование в качестве катализатора в данных реакциях органических кислот, металлорганических соединений, ионных жидкостей. Существенными недостатками способов синтеза производных хинолина с использованием традиционных каталитических систем являются образование большого количества отходов и побочных продуктов, высокая токсичность и коррозионная активность катализаторов.
В последнее время развиваются методы синтеза производных хинолина на гетерогенных катализаторах, в том числе на цеолитах и мезопористых алюмосиликатах.
В работе [Li В., Li Y., Zheng С, Gao D., Huang W. RSC Adv. 2016, 6, 38079] описано получение хинолина (1) методом Скраупа на цеолитном катализаторе Ni/H-Beta с мольным соотношением Si/Al=25 (схема 1).
Схема 1
Реакцию проводят в проточном реакторе. Максимальный выход хинолина (1) (74,3%) получали при следующих условиях : объемная скорость = 0,13 ч-1, 470°С, мольное отношение анилин : глицерин = 1:4.
Недостатками данного метода является очень низкая объемная скорость подачи сырья, высокая температура реакции, большой избыток глицерина.
Известен [Guo Q., Liao L., Teng W., Ren S., Wang X., Lin Y., Meng F. Catalysis Today 2016, 263, 117] метод синтеза замещенных 2,3-диалкилхинолинов (2) с выходом 29-81% из ариламинов и альдегидов на катализаторе Cp2ZrCl2/MCM-41 (схема 2). Опыт проводили в реакторе периодического действия в растворе дихлорметана при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:4 в атмосфере азота при 40°С в течение 4 ч.
Схема 2
К недостаткам данного метода можно отнести использование сложного в изготовлении и дорогостоящего катализатора, содержащего металлокомплексное соединение. Подобные каталитические системы требуют создания специальных условий использования, поскольку термически и гидролитически нестабильны.
Запатентован [Mcateer, С.Н.; Davis, R.D., Sr.; Calvin, J.R., U.S. Patent 5 700 942, 1997] способ получения 8-метилхинолина (6) реакцией 2-метиланилина с формальдегидом и ацетальдегидом при 350°С в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора на основе цеолитов: H-ZSM-5, H-Beta, H-Y (схема 4). Мольное соотношение 2-метиланилин : формальдегид : ацетальдегид составляет 1:2:1. Выход 8-метилхинолина (6) - 50-55% при использовании цеолита H-Beta, 42-51% - на цеолите H-ZSM-5 и 29-53% на цеолите H-Y.
Схема 4
Недостатками данного способа является высокая температура реакции и получение в качестве основного продукта моноалкилхинолина, а не 2,3-диалкилхинолина.
Авторами [R. Brosius, D. Gammon, F. Van Laar, E. Van Steen, B. Sels, P. Jacobs, J. Catal., 2006, 239, 362] разработан метод синтеза 2-(4) и 4-метилхинолинов (5) реакцией анилина с ацетальдегидом на цеолите Н-Beta с мольным соотношением Si/Al=21,6 (схема 3). Реакцию проводили при 450°С, объемной скорости = 0,2 ч-1 и мольном соотношении анилин : ацетальдегид = 1:4 в течение 4,5 ч. Выход смеси метилхинолинов составил 83%.
Схема 3
Недостатками данного метода является высокая температура реакции, большой избыток ацетальдегида, низкая объемная скорость подачи сырья и образование трудноразделимой смеси метилхинолинов. Кроме того, продуктами реакции являются моноалкилхинолины, а не 2,3-диалкилхинолины.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа синтеза 2,3-диалкилхинолинов в более «мягких» условиях, более простого и селективного.
Решение этой задачи достигается тем, что синтез 2,3-диалкилхинолинов осуществляют реакцией анилина с алифатическими альдегидами (пропионовый, масляный, валерьяновый) в присутствии аморфного мезопористого алюмосиликата ASM.
Реакцию проводят в присутствии 5-20% мас. катализатора (ASM) при 120-180°С в растворе хлорбензола в течение 6 ч при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2. Конверсия анилина составляет 51-78%. Основным продуктом реакции являются 2,3-диалкилхинолины (7 а, б, в), образующиеся с селективностью 43-60% (схема 5). Кроме 2,3-диалкилхинолинов (7 а, б, в), в реакционной массе содержатся другие N-содержащие производные (например, 2,3-диалкил-N-фенил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-4-амины, 2,3-диалкил-дигидрохинолины) в количестве 40-57%.
Схема 5
Мезопористый алюмосиликат ASM (Si/Al=40 и 100), получен двухстадийным золь-гель синтезом при переменном рН. Применение мезопористого алюмосиликата ASM в реакциях синтеза производных хинолина из анилина и альдегидов неизвестно.
Использование предлагаемого способа позволяет снизить энерго- и материалоемкость процесса гетероциклизации, поскольку:
1. Синтез 2,3-диалкилхинолинов проходит при более низкой температуре (120-180°С), чем в известных способах;
2. Используется мольное соотношение анилин : альдегид = 1:1-2, а не 1:4, как в описанных методиках.
Предлагаемый способ синтеза 2,3-диалкилхинолинов (7 а, б, в) осуществляют следующим образом.
Используют анилин и карбонильные соединения: пропионовый альдегид, масляный, валерьяновый альдегид.
В качестве катализатора используют аморфный мезопористый алюмосиликат ASM, синтезированный по методу, приведенному в [Аглиуллин М.Р., Григорьева Н.Г., Данилова И.Г., Магаев О.В., Водянкина О.В. // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. №4. С.507. Agliullin M.R., Danilova I.G., Faizullin A.V., Amarantov S.V., Bubennov S.V., Prosochkina T.R., Grigor'eva N.G., Paukshtis E.A., Kutepov B.I. // Micropor. Mesopor. Mat. 2016. V. 230. P. 118]. Образец ASM характеризуется узким распределением мезопор от 2 до 5 нм с объемом 0.70 см3/г.
Синтез 2,3-диалкилхинолинов проводят в металлическом автоклаве. В автоклав загружают анилин, альдегид (пропионовый, масляный, валерьяновый), катализатор и растворитель, герметично закрывают и помещают в термостатируемый шкаф, где автоклав непрерывно вращается при выбранной температуре. По окончании реакции реакционную массу охлаждают, отфильтровывают от нее катализатор. Состав продукта анализируют методом газожидкостной хроматографии. Условия ГЖХ-анализа: хроматограф Shimadzu GC-9A, пламенно-ионизационный детектор, 3 м насадочная колонка, фаза SE-30, программированный нагрев 50-250°С, газ-носитель гелий.
Структуру полученных 2,3-диалкилхинолинов (7 а, б, в) устанавливают на основании данных 1D и 2D ЯМР 1Н и 13С спектроскопии, их брутто-состав подтверждают регистрацией пика молекулярного иона в ГХ-МС спектре.
Изобретение иллюстрируется следующим примером:
Пример 1. В металлический автоклав загружают 0.25 мл (2.8 ммоль) анилина, затем 0.4 мл (5.6 ммоль) пропионового альдегида, 1 мл хлорбензола и 0.12 г (20% мас. в расчете на исходную смесь) мезопористого алюмосиликата ASM (Si/Al=40), автоклав герметично закрывают и помещают в термостатируемый шкаф. Реакцию проводят при температуре 160°С, 6 ч при непрерывном вращении автоклава. После окончания реакции реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, отфильтровывают катализатор и хроматографируют на колонке (SiO2, элюент гексан → смесь гексан-этилацетат). Конверсия анилина 71%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (7а) 50%.
Пример 2. В металлический автоклав загружают 0.25 мл (2.8 ммоль) анилина, затем 0.52 мл (5.6 ммоль) масляного альдегида, 1 мл хлорбензола и 0.13 г (20% мас. в расчете на исходную смесь) мезопористого алюмосиликата ASM (Si/Al=40), автоклав герметично закрывают и помещают в термостатируемый шкаф. Реакцию проводят при температуре 160°С, 6 ч при непрерывном вращении автоклава. После окончания реакции реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, отфильтровывают катализатор и хроматографируют на колонке (SiO2, элюент гексан → смесь гексан- этилацетат). Конверсия анилина 75%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (76) 44%.
Пример 3. В металлический автоклав загружают 0.25 мл (2.8 ммоль) анилина, затем 0.59 мл (5.6 ммоль) валерьянового альдегида, 1 мл хлорбензола и 0.15 г (20% мас. в расчете на исходную смесь) мезопористого алюмосиликата ASM (Si/Al=40), автоклав герметично закрывают и помещают в термостатируемый шкаф. Реакцию проводят при температуре 160°С, 6 ч при непрерывном вращении автоклава. После окончания реакции реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, отфильтровывают катализатор и хроматографируют на колонке (SiO2, элюент гексан → смесь гексан-этилацетат). Конверсия анилина 78%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (7в) 43%.
Другие примеры (1,2,4-6) осуществления способа приведены в таблице.
Реакцию проводят при 120-180°С, мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2, 5-20% маc. катализатора, 6 ч, растворитель - хлорбензол.
Claims (3)
1. Способ каталитического получения 2,3-диалкилхинолинов взаимодействием анилина с альдегидами, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют аморфный мезопористый алюмосиликат ASM в количестве 5-20 мас.% по отношению к исходной смеси реагентов, реакцию проводят при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2 в автоклаве при 120-180°С в течение 6 ч в растворе хлорбензола.
2. Способ по п. 1, в котором аморфный мезопористый алюмосиликат ASM имеет мольное соотношение каркасных атомов Si/Al=40 и 100.
3. Способ по п. 1, в котором в качестве альдегидов используют пропионовый, масляный или валерьяновый альдегиды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142502A RU2687972C1 (ru) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142502A RU2687972C1 (ru) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2687972C1 true RU2687972C1 (ru) | 2019-05-17 |
Family
ID=66579103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018142502A RU2687972C1 (ru) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2687972C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4180663A (en) * | 1977-08-01 | 1979-12-25 | Eastman Kodak Company | Methine dye synthesis |
SU1416487A1 (ru) * | 1986-07-28 | 1988-08-15 | Институт Химии Башкирского Филиала Ан Ссср | Способ получени алкилпроизводных хинолина |
SU1759839A1 (ru) * | 1990-11-12 | 1992-09-07 | Институт химии Башкирского научного центра Уральского отделения АН СССР | 2-(4-Пиридил)-3-этилхинолин в качестве ингибитора коррозии стали в водно-нефт ных средах |
JPH10251233A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-22 | Sumikin Chem Co Ltd | メチルキノリン類の製造方法 |
US6103904A (en) * | 1997-07-17 | 2000-08-15 | Basf Corporation | Skraup reaction process for synthesizing quinolones |
RU2283836C1 (ru) * | 2005-05-13 | 2006-09-20 | Институт нефтехимии и катализа РАН | Способ получения алкилпроизводных хинолина |
RU2309952C1 (ru) * | 2006-05-04 | 2007-11-10 | Институт нефтехимии и катализа РАН | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
RU2504540C2 (ru) * | 2012-01-10 | 2014-01-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран | Способ получения 2- и 2,3-замещенных хинолинов |
-
2018
- 2018-11-30 RU RU2018142502A patent/RU2687972C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4180663A (en) * | 1977-08-01 | 1979-12-25 | Eastman Kodak Company | Methine dye synthesis |
SU1416487A1 (ru) * | 1986-07-28 | 1988-08-15 | Институт Химии Башкирского Филиала Ан Ссср | Способ получени алкилпроизводных хинолина |
SU1759839A1 (ru) * | 1990-11-12 | 1992-09-07 | Институт химии Башкирского научного центра Уральского отделения АН СССР | 2-(4-Пиридил)-3-этилхинолин в качестве ингибитора коррозии стали в водно-нефт ных средах |
JPH10251233A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-22 | Sumikin Chem Co Ltd | メチルキノリン類の製造方法 |
US6103904A (en) * | 1997-07-17 | 2000-08-15 | Basf Corporation | Skraup reaction process for synthesizing quinolones |
RU2283836C1 (ru) * | 2005-05-13 | 2006-09-20 | Институт нефтехимии и катализа РАН | Способ получения алкилпроизводных хинолина |
RU2309952C1 (ru) * | 2006-05-04 | 2007-11-10 | Институт нефтехимии и катализа РАН | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
RU2504540C2 (ru) * | 2012-01-10 | 2014-01-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран | Способ получения 2- и 2,3-замещенных хинолинов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lazny et al. | N, N-dialkylhydrazones in organic synthesis. From simple N, N-dimethylhydrazones to supported chiral auxiliaries | |
Chiu et al. | Dative Directing Group Effects in Ti-Catalyzed [2+ 2+ 1] Pyrrole Synthesis: Chemo-and Regioselective Alkyne Heterocoupling | |
Climent et al. | Designing the adequate base solid catalyst with Lewis or Bronsted basic sites or with acid–base pairs | |
Chintareddy et al. | P [N (i-Bu) CH2CH2] 3N: Nonionic Lewis base for promoting the room-temperature synthesis of α, β-unsaturated esters, fluorides, ketones, and nitriles using Wadsworth− Emmons phosphonates | |
Chintareddy et al. | P (PhCH2NCH2CH2) 3N catalysis of Mukaiyama aldol reactions of aliphatic, aromatic, and heterocyclic aldehydes and trifluoromethyl phenyl ketone | |
S Santos et al. | The Morita-Baylis-Hillman Reaction: Advances and Contributions from Brazilian Chemistry | |
Shim et al. | A novel and effective route to 1, 3-oxazolidine derivatives. Palladium-catalyzed regioselective [3+ 2] cycloaddition of vinylic oxiranes with imines | |
RU2687972C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
Barboza et al. | Synthesis of 3-Carbonyl Trisubstituted Furans via Pd-Catalyzed Aerobic Cycloisomerization Reaction: Development and Mechanistic Studies | |
Li et al. | Lewis acid catalyzed propargylation of arenes with O-propargyl trichloroacetimidates: Synthesis of 1, 3-diarylpropynes | |
RU2688197C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
RU2688198C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
Bray et al. | Stereocontrolled synthesis of trans-cyclopropyl sulfones from terminal epoxides | |
RU2687974C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
Grigorieva et al. | A hierarchically zeolite Y for the N-heterocyclic compounds synthesis | |
Williams et al. | Studies for the total synthesis of amphidinolide P | |
RU2688228C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
RU2690535C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
Salama et al. | Silicon-assisted O-heterocyclic synthesis: mild and efficient one-pot syntheses of (E)-3-benzylideneflavanones, coumarin-3-carbonitriles/carboxamides, and benzannulated spiropyran derivatives | |
Jeyaraj et al. | DBU-catalyzed deconjugation of 7-substituted 3, 4-didehydro-2-oxepanones. Deuterium incorporation, significance of the imine double bond, and application to the synthesis of a key pharmacophore | |
Hosseini et al. | Synthesis of New 5-amino-7-(aryl)-1, 2, 3, 7-tetrahydro-8-nitroimidazo [1, 2-a] pyridine-6-carboxamide and 6-amino-2, 3, 4, 8-tetrahydro-9-nitro-8-(aryl)-1H-pyrido [1, 2-a] pyrimidine-7-carboxamide Derivatives | |
Kurohara et al. | Electrophilic Derivatization of Trifluoromethyl‐Substituted Semisquarate Using Unsaturated Organosilanes and Subsequent Ring Transformations | |
Paris et al. | Rapid, One-Step Synthesis of α-Ketoacetals via Electrophilic Etherification | |
Vivekanand et al. | Kinetics of dichlorocyclopropanation of vinylcyclohexane catalyzed by a new multi-site phase transfer catalyst | |
Yushchenko et al. | Kinetics of N-Phosphonomethyl Iminodiacetic Acid Catalytic Oxidation with Hydrogen Peroxide Under the Phase-Transfer Conditions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201201 |