RU2688197C1 - Способ получения 2,3-диалкилхинолинов - Google Patents

Способ получения 2,3-диалкилхинолинов Download PDF

Info

Publication number
RU2688197C1
RU2688197C1 RU2018142471A RU2018142471A RU2688197C1 RU 2688197 C1 RU2688197 C1 RU 2688197C1 RU 2018142471 A RU2018142471 A RU 2018142471A RU 2018142471 A RU2018142471 A RU 2018142471A RU 2688197 C1 RU2688197 C1 RU 2688197C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aniline
reaction
dialkylquinolines
asm
synthesis
Prior art date
Application number
RU2018142471A
Other languages
English (en)
Inventor
Усеин Меметович Джемилев
Борис Иванович Кутепов
Нелля Геннадьевна Григорьева
Светлана Алексеевна Костылева
Артур Радикович Гатаулин
Марат Радикович Аглиуллин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
Priority to RU2018142471A priority Critical patent/RU2688197C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2688197C1 publication Critical patent/RU2688197C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D215/00Heterocyclic compounds containing quinoline or hydrogenated quinoline ring systems
    • C07D215/02Heterocyclic 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
    • C07D215/04Heterocyclic 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 раскрывает способ каталитического получения 2,3-диалкилхинолинов взаимодействием анилина с альдегидами, характеризующийся 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 диметилформамида. Способ позволяет: упростить синтез производных хинолина и снизить энерго- и материалоемкость процесса гетероциклизации. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 2,3-диалкилхинолинов общей формулы:
Figure 00000001
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
Figure 00000002
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
Figure 00000003
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 35°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
Figure 00000004
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
Figure 00000005
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 диметилформамида в течение 6 ч при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2. Конверсия анилина составляет 51-91%. Основным продуктом реакции являются 2,3-диалкилхинолины (7 а, б, в), образующиеся с селективностью 40-65% (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 35-60%.
Схема 5
Figure 00000006
Мезопористый алюмосиликат ASM (Si/Al=40, 100 и 200), 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 диметилформамида 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 90%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (7а) 64%.
Пример 2. В металлический автоклав загружают 0.25 мл (2.8 ммоль) анилина, затем 0.52 мл (5.6 ммоль) масляного альдегида, 1 мл диметилформамида 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 86%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (76) 60%.
Пример 3. В металлический автоклав загружают 0.25 мл (2.8 ммоль) анилина, затем 0.59 мл (5.6 ммоль) валерьянового альдегида, 1 мл диметилформамида 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 87%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (7в) 62%.
Другие примеры (1,2, 4-7, 9, 10, 12) осуществления способа приведены в таблице.
Figure 00000007
Реакцию проводят при 120-180°С, мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-2, 5-20% мас. катализатора, 6 ч, растворитель - диметилформамид.

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 диметилформамида.
2. Способ по п. 1, в котором аморфный мезопористый алюмосиликат ASM имеет мольное соотношение каркасных атомов Si/Al=40, 100 и 200.
3. Способ по п. 1, в котором в качестве альдегидов используют пропионовый, масляный или валерьяновый альдегиды.
RU2018142471A 2018-11-30 2018-11-30 Способ получения 2,3-диалкилхинолинов RU2688197C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142471A RU2688197C1 (ru) 2018-11-30 2018-11-30 Способ получения 2,3-диалкилхинолинов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142471A RU2688197C1 (ru) 2018-11-30 2018-11-30 Способ получения 2,3-диалкилхинолинов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688197C1 true RU2688197C1 (ru) 2019-05-21

Family

ID=66636494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018142471A RU2688197C1 (ru) 2018-11-30 2018-11-30 Способ получения 2,3-диалкилхинолинов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688197C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
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
RU2409567C2 (ru) * 2009-01-11 2011-01-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран Способ получения 2-пропил-3-этилхинолина
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

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
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
RU2409567C2 (ru) * 2009-01-11 2011-01-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран Способ получения 2-пропил-3-этилхинолина
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
Khazaei et al. Synthesis of hexahydroquinolines using the new ionic liquid sulfonic acid functionalized pyridinium chloride as a catalyst
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
Moosavi-Zare et al. One pot synthesis of 1, 2, 4, 5-tetrasubstituted-imidazoles catalyzed by trityl chloride in neutral media
S. Santos et al. The Morita-Baylis-Hillman Reaction: Advances and Contributions from Brazilian Chemistry
Chen et al. Photochemical Homologation for the Preparation of Aliphatic Aldehydes in Flow
CN109232363B (zh) 一种3-硒氰基吲哚化合物的合成方法
JP2021519290A (ja) キラルイリジウム触媒の存在下での4−置換1,2−ジヒドロキノリンのエナンチオ選択的水素化
Weixler et al. On the Regioselectivity of the Intramolecular [2+ 2]-Photocycloaddition of Alk-3-enyl Tetronates
RU2688197C1 (ru) Способ получения 2,3-диалкилхинолинов
Li et al. Lewis acid catalyzed propargylation of arenes with O-propargyl trichloroacetimidates: Synthesis of 1, 3-diarylpropynes
Bray et al. Stereocontrolled synthesis of trans-cyclopropyl sulfones from terminal epoxides
RU2687972C1 (ru) Способ получения 2,3-диалкилхинолинов
Grigorieva et al. A hierarchically zeolite Y for the N-heterocyclic compounds synthesis
RU2688198C1 (ru) Способ получения 2,3-диалкилхинолинов
RU2687974C1 (ru) Способ получения 2,3-диалкилхинолинов
RU2688228C1 (ru) Способ получения 2,3-диалкилхинолинов
Heravi et al. Recent advances in applications of name reactions in multicomponent reactions
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
RU2690535C1 (ru) Способ получения 2,3-диалкилхинолинов
Afsharnezhad et al. Efficient synthesis of new functionalized 2-(alkylamino)-3-nitro-4-(aryl)-4 H-benzo [g] chromene-5, 10-dione
Halperin et al. Lithium aldol reactions of α-chloroaldehydes provide versatile building blocks for natural product synthesis
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

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201201