RU2687974C1 - Способ получения 2,3-диалкилхинолинов - Google Patents
Способ получения 2,3-диалкилхинолинов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687974C1 RU2687974C1 RU2018142176A RU2018142176A RU2687974C1 RU 2687974 C1 RU2687974 C1 RU 2687974C1 RU 2018142176 A RU2018142176 A RU 2018142176A RU 2018142176 A RU2018142176 A RU 2018142176A RU 2687974 C1 RU2687974 C1 RU 2687974C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aniline
- zeolite
- catalyst
- dialkylquinolines
- reaction
- 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)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение описывает способ получения 2,3-диалкилхинолинов взаимодействием анилина с альдегидами в присутствии катализатора на основе цеолита, характеризующийся тем, что в качестве катализатора используют цеолит Y в Н-форме, реакцию анилина с алифатическими альдегидами (пропионовый или масляный) проводят в присутствии 10-20% мас. катализатора, при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2, в автоклаве при 70-160°С, в течение 6 ч, в растворе хлорбензола. Способ позволяет упростить синтез производных хинолина и снизить энерго- и материалоемкость процесса гетероциклизации. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
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) в присутствии цеолита Y в Н-форме (H-Y).
Степень декатионирования (обмена катионов Na+ на Н+) цеолита H-Y составляет 60-95%. Реакцию проводят в присутствии 10-20% мас. катализатора (H-Y) при 70-160°С в растворе хлорбензола в течение 6 ч при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2. Конверсия анилина составляет 76-99%. Основным продуктом реакции являются 2,3-диалкилхинолины (7 а, б), образующиеся с селективностью 44-67% (схема 5). Кроме 2,3-диалкилхинолинов (7 а, б), 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 33-56%.
Схема 5
Использование предлагаемого способа позволяет снизить энерго- и материалоемкость процесса получения диакилхинолинов, поскольку:
1. Синтез 2,3-диалкилхинолинов проходит при более низкой температуре (70-160°C), 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) осуществляют следующим образом.
Используют анилин и карбонильные соединения: пропионовый альдегид, масляный альдегид.
В качестве катализатора используют цеолит Y (SiO2/Al2O3=5.0), синтезированный в Na-форме по методу, приведенному в [Патент 2456238 RU // Б.И. 2012. №20]. Путем ионного обмена из раствора NH4NO3 цеолит NaY переводят в NH4-форму; последующей прокалкой при 540°С в течение 4 ч полученные образцы переводят в Н-форму с различной степенью ионного обмена - 0,6HNaY, 0,8HY и 0,95HY (цифры перед обозначением цеолита показывают степень обмена ионов Na+ на H+). В процессе ионного обмена с промежуточными термообработками аморфизация кристаллического каркаса цеолита не происходит.
Синтез 2,3-диалкилхинолинов проводят в металлическом автоклаве. В автоклав загружают анилин, альдегид (пропионовый, масляный), 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 насад очная колонка, фаза SE-30, программированный нагрев 50-250°С, газ-носитель гелий.
Структуру полученных 2,3-диалкилхинолинов (7 а, б) 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) цеолита 0,95H-Y (SiO2/Al2O3=5.0), 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 99%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (7а) 67%.
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) цеолита 0,95H-Y (SiO2/Al2O3 = 5.0), 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 94%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (7б) 59%.
Другие примеры (1,2, 4-7) осуществления способа приведены в таблице.
Реакцию проводят при 70-160°С, мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2, 10-20% мас. катализатора, 6 ч, растворитель - хлорбензол.
Claims (2)
1. Способ получения 2,3-диалкилхинолинов взаимодействием анилина с альдегидами в присутствии катализатора на основе цеолита, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют цеолит Y в Н-форме, реакцию анилина с алифатическими альдегидами (пропионовый или масляный) проводят в присутствии 10-20% мас. катализатора, при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2, в автоклаве при 70-160°С, в течение 6 ч, в растворе хлорбензола.
2. Способ по п. 1, в котором степень ионного обмена катионов Na+ на Н+ в цеолите H-Y составляет 60-95%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142176A RU2687974C1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142176A RU2687974C1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2687974C1 true RU2687974C1 (ru) | 2019-05-17 |
Family
ID=66579101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018142176A RU2687974C1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2687974C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1735287A1 (ru) * | 1990-04-24 | 1992-05-23 | Институт химии Башкирского научного центра Уральского отделения АН СССР | Способ получени алкилпроизводных хинолина |
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 |
RU2283837C1 (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 |
-
2018
- 2018-11-29 RU RU2018142176A patent/RU2687974C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1735287A1 (ru) * | 1990-04-24 | 1992-05-23 | Институт химии Башкирского научного центра Уральского отделения АН СССР | Способ получени алкилпроизводных хинолина |
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 |
RU2283837C1 (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 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Practical and Simple Synthesis of Substituted Quinolines by an HCl-DMSO System on a Large Scale: Remarkable Effect of the Chloride Ion. Tanaka, Shinya; Yasuda, Makoto; Baba, Akio (Department of Applied Chemistry and Handai Frontier Research Center, Graduate School of Engineering, Osaka University, Osaka, 565-0871, Japan). Journal of Organic Chemistry, 71(2), 800-803 (English) 2006. DOI: 10.1021/jo052004y. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Huck et al. | Reformatsky and Blaise reactions in flow as a tool for drug discovery. One pot diversity oriented synthesis of valuable intermediates and heterocycles | |
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 | |
CN102850274B (zh) | 一种合成手性螺环吡唑啉酮的方法 | |
Elford et al. | Advances in 2-(Alkoxycarbonyl) allylboration of Carbonyl Compounds and Other Direct Methods for the Preparation of α-Exo-Alkylidene γ-Lactones | |
Yarhosseini et al. | Tetraethylammonium 2-(carbamoyl) benzoate as a bifunctional organocatalyst for one-pot synthesis of Hantzsch 1, 4-dihydropyridine and polyhydroquinoline derivatives | |
Patil et al. | An eco-friendly innovative halide and metal-free basic ionic liquid catalyzed synthesis of tetrahydrobenzo [b] pyran derivatives in aqueous media: A sustainable protocol | |
Zhang et al. | Fluoroalkylation of allylic alcohols with concomitant (hetero) aryl migration: access to fluoroalkylated ketones and evaluation of antifungal action against magnaporthe grisea | |
JP2020509008A (ja) | 不飽和アルコールを調製する方法 | |
Ward et al. | Base-mediated cascade aldol addition and fragmentation reactions of dihydroxyfumaric acid and aromatic aldehydes: Controlling chemodivergence via choice of base, solvent, and substituents | |
RU2687974C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
RU2688198C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
RU2687972C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
RU2688197C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
RU2690535C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
RU2688228C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкилхинолинов | |
Liu et al. | Michael addition/pericyclization/rearrangement–a multicomponent strategy for the synthesis of substituted resorcinols | |
Prateeptongkum et al. | Facile iron (III) chloride hexahydrate catalyzed synthesis of coumarins | |
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 | |
Paris et al. | Rapid, One-Step Synthesis of α-Ketoacetals via Electrophilic Etherification | |
Nong et al. | NHC-Catalyzed Chemoselective Reactions of Enals and Cyclopropylcarbaldehydes for Access to Chiral Dihydropyranone Derivatives | |
JPS62500302A (ja) | 1,3−シクロヘキサジオン誘導体およびそれらの中間体の製造方法 | |
Das et al. | Solvent-free silica-promoted multicomponent condensation: synthesis of highly functionalized piperidines | |
RU2644164C2 (ru) | Способ получения 2-этил-3,5-диметилпиридина | |
RU2702354C1 (ru) | Способ получения 2,3-диалкил-N-фенил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-4-аминов | |
JP2690480B2 (ja) | 新規4−ホルミルテトラヒドロピラン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201130 |