RU2690535C1 - Method of producing 2,3-dialkylquinolines - Google Patents
Method of producing 2,3-dialkylquinolines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690535C1 RU2690535C1 RU2018142175A RU2018142175A RU2690535C1 RU 2690535 C1 RU2690535 C1 RU 2690535C1 RU 2018142175 A RU2018142175 A RU 2018142175A RU 2018142175 A RU2018142175 A RU 2018142175A RU 2690535 C1 RU2690535 C1 RU 2690535C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aniline
- reaction
- zeolite
- dialkylquinolines
- catalyst
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 27
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 17
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 claims abstract 4
- -1 aliphatic aldehydes Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 229940027991 antiseptic and disinfectant quinoline derivative Drugs 0.000 abstract description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 125000002943 quinolinyl group Chemical class N1=C(C=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 abstract 2
- 229940111121 antirheumatic drug quinolines Drugs 0.000 abstract 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 7
- JRLTTZUODKEYDH-UHFFFAOYSA-N 8-methylquinoline Chemical compound C1=CN=C2C(C)=CC=CC2=C1 JRLTTZUODKEYDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003248 quinolines Chemical class 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MUDSDYNRBDKLGK-UHFFFAOYSA-N 4-methylquinoline Chemical class C1=CC=C2C(C)=CC=NC2=C1 MUDSDYNRBDKLGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- RNVCVTLRINQCPJ-UHFFFAOYSA-N o-toluidine Chemical compound CC1=CC=CC=C1N RNVCVTLRINQCPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SMUQFGGVLNAIOZ-UHFFFAOYSA-N quinaldine Chemical class C1=CC=CC2=NC(C)=CC=C21 SMUQFGGVLNAIOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 2
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 2
- OAYLNYINCPYISS-UHFFFAOYSA-N ethyl acetate;hexane Chemical compound CCCCCC.CCOC(C)=O OAYLNYINCPYISS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000005084 2D-nuclear magnetic resonance Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001088 anti-asthma Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000078 anti-malarial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000924 antiasthmatic agent Substances 0.000 description 1
- 229940030600 antihypertensive agent Drugs 0.000 description 1
- 239000002220 antihypertensive agent Substances 0.000 description 1
- 239000003430 antimalarial agent Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 150000001793 charged compounds Chemical class 0.000 description 1
- MVPPADPHJFYWMZ-IDEBNGHGSA-N chlorobenzene Chemical group Cl[13C]1=[13CH][13CH]=[13CH][13CH]=[13CH]1 MVPPADPHJFYWMZ-IDEBNGHGSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001030 gas--liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 238000007074 heterocyclization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000000238 one-dimensional nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N valeric aldehyde Natural products CCCCC=O HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 2,3-диалкилхинолинов общей формулы:The present invention relates to the field of organic chemistry, in particular to a method for producing 2,3-dialkylquinolines of the general formula:
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. К., Jenekhe, S. А., 1991. Macromolecules 24, 6806].Quinoline and its derivatives have a broad spectrum of biological and pharmaceutical activity. Quinoline derivatives are part of highly effective antimalarial [Larsen, R. D., Corley, E. G., 1996. J. Org. Chem. 61, 3398. Chauhan, P.M.S., Srivastava, S.K., 2001. Curr. Med. Chem. 8, 1535], anticancer [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], anti-inflammatory [Roma, G., Braccio, M. D., 2000. Eur. J. Med. Chem. 35, 1021], anti-asthma [Dube, D., Blouin, M., 1998. Bioorg. Med. Chem. Lett. 8, 1255], antihypertensives [Ferrarini, P. L., Mori, C, 2000. Eur. J. Med. Chem. 35, 815] and antibacterial [Chen, Y.L., Fang, K.G., 2001. J. Med. Chem. 44, 2374] drugs, as well as widely used as herbicides and pesticides [Larsen, R. D., Corley, E. G., 1996. J. Org. Chem. 61, 3398. Chauhan, P.M.S., Srivastava, S.K., 2001. Curr. Med. Chem. 8, 1535]. Quinoline derivatives have found application in optical electronics [Agarwal, A. K., Jenekhe, S. A., 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.Classical methods for producing quinoline derivatives are the reactions of Skraup, Friedlander, Debner-Miller, Knorr, and Pfitzinger [Skraup, Z. N., 1880. Ber. Dtsch. Chem. Ges .; Dobner, O., von Miller, W., 1881. Ber. Dtsch. Chem. Ges .; Gould, R.G., Jacobs, W.A. 1939. J. Am. Chem. Soc.]. It is known to use as a catalyst in these reactions organic acids, organometallic compounds, ionic liquids. Significant disadvantages of methods for the synthesis of quinoline derivatives using traditional catalytic systems are the formation of a large amount of waste and by-products, high toxicity and corrosiveness of catalysts.
В последнее время развиваются методы синтеза производных хинолина на гетерогенных катализаторах, в том числе на цеолитах и мезопористых алюмосиликатах.Recently, methods for the synthesis of quinoline derivatives on heterogeneous catalysts, including zeolites and mesoporous aluminosilicates, have been developed.
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).In [Li V., Li Y., Zheng S., Gao D., Huang W. RSC Adv. 2016, 6, 38079] described the preparation of quinoline (1) using the Scraup method on a Ni / H-Beta zeolite catalyst with a molar ratio of Si / Al = 25 (Scheme 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.The reaction is carried out in a flow reactor. The maximum yield of quinoline (1) (74.3%) was obtained under the following conditions: volume rate = 0.13 h -1 , 470 ° C, the molar ratio of aniline: glycerin = 1: 4.
Недостатками данного метода является очень низкая объемная скорость подачи сырья, высокая температура реакции, большой избыток глицерина.The disadvantages of this method are very low volumetric feed rate, high reaction temperature, a large excess of glycerol.
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.Known [Guo Q., Liao L., Teng W., Ren S., Wang X., Lin Y., Meng F. Catalysis Today 2016, 263, 117] synthesis method of substituted 2,3-dialkylquinolines (2) with the release 29-81% of arylamines and aldehydes on a Cp 2 ZrCl 2 / MCM-41 catalyst (Scheme 2). The experiment was carried out in a batch reactor in a solution of dichloromethane at a molar ratio of aniline: aldehyde = 1: 4 in a nitrogen atmosphere at 40 ° C for 4 h.
Схема 2Scheme 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.The disadvantages of this method include the use of a complex in the manufacture and expensive catalyst containing a metal complex compound. Such catalytic systems require the creation of special conditions of use, since they are thermally and hydrolytically unstable.
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.Patented [Mcateer, C.N .; Davis, R.D., Sr .; Calvin, J.R., U.S. Patent 5,700,942, 1997] method for producing 8-methylquinoline (6) by reacting 2-methylaniline with formaldehyde and acetaldehyde at 350 ° C in a fluidized bed reactor based on zeolites: H-ZSM-5, H-Beta, HY (scheme four). The molar ratio of 2-methylaniline: formaldehyde: acetaldehyde is 1: 2: 1. The yield of 8-methylquinoline (6) is 50-55% when using H-Beta zeolite, 42-51% on H-ZSM-5 zeolite and 29-53% on H-Y zeolite.
Недостатками данного способа является высокая температура реакции и получение в качестве основного продукта моноалкилхинолина, а не 2,3-диалкилхинолина.The disadvantages of this method are the high reaction temperature and the preparation of monoalkylquinoline as a main product, and not 2,3-dialkylquinoline.
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%.By the authors [R. Brosius, D. Gammon, F. Van Laar, E. Van Steen, B. Sels, P. Jacobs, J. Catal., 2006, 239, 362] developed a method for the synthesis of 2- (4) and 4-methylquinolines (5) the reaction of aniline with acetaldehyde on H-Beta zeolite with a molar ratio of Si / Al = 21.6 (scheme 3). The reaction was carried out at 450 ° С, the space velocity = 0.2 h -1 and the molar ratio of aniline: acetaldehyde = 1: 4 for 4.5 h. The yield of the mixture of methylquinolines was 83%.
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.The disadvantages of this method are the high reaction temperature, a large excess of acetaldehyde, a low volumetric feed rate, and the formation of a difficult to separate mixture of methylquinolines. In addition, the reaction products are monoalkylquinolines, and not 2,3-dialkylquinolines.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа синтеза 2,3-диалкилхинолинов в более «мягких» условиях, более простого и селективного.The present invention is to develop a method for the synthesis of 2,3-dialkylquinolines in more "soft" conditions, more simple and selective.
Решение этой задачи достигается тем, что синтез 2,3-диалкилхинолинов осуществляют реакцией анилина с алифатическими альдегидами (пропионовый, масляный) в присутствии гранулированного иерархического цеолита Y в Н-форме (H-Ymmm), имеющего микро-мезо-макропористую структуру.The solution to this problem is achieved by the fact that the synthesis of 2,3-dialkylquinolines is carried out by the reaction of aniline with aliphatic aldehydes (propionic, oil) in the presence of a granular hierarchical zeolite Y in the H-form (H-Ymmm), having a micro-meso-macroporous structure.
Степень декатионирования цеолита H-Ymmm составляет 95%. Реакцию проводят в присутствии 10-20% мас. катализатора (H-Ymmm) при 20-180°С в растворе хлорбензола в течение 6 ч при мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-3. Конверсия анилина составляет 79-97%. Основным продуктом реакции являются 2,3-диалкилхинолины (7 а, б), образующиеся с селективностью 40-60% (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 41-60%.The degree of decation of zeolite H-Ymmm is 95%. The reaction is carried out in the presence of 10-20% wt. catalyst (H-Ymmm) at 20-180 ° С in chlorobenzene solution for 6 h with aniline: aldehyde molar ratio = 1: 1-3. Aniline conversion is 79-97%. The main reaction product is 2,3-dialkylquinolines (7 a, b), formed with a selectivity of 40-60% (Scheme 5). In addition to 2,3-dialkylquinolines (7a, b), the reaction mass contains other N-containing derivatives (for example, 2,3-dialkyl-N-phenyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolin-4-amines, 2 , 3-dialkyl-dihydroquinolines) in the amount of 41-60%.
Цеолит H-Ymmm синтезирован в виде гранул без связующих веществ; его гранулы представляют собой единые сростки цеолитных кристаллов и обладают степенью кристалличности, близкой к 100%. Пористая структура гранул состоит из микропористой структуры самого цеолита и мезопористой структуры, сформировавшейся между сростками кристаллов. Применение цеолита H-Ymmm в реакциях синтеза производных хинолина из анилина и альдегидов неизвестно.Zeolite H-Ymmm is synthesized in the form of granules without binders; its granules are single intergrowths of zeolite crystals and have a degree of crystallinity close to 100%. The porous structure of the granules consists of the microporous structure of the zeolite itself and the mesoporous structure formed between the intergrowths of the crystals. The use of zeolite H-Ymmm in the reactions of synthesis of quinoline derivatives from aniline and aldehydes is unknown.
Существенным преимуществом цеолита H-Ymmm перед высокодисперсными цеолитами является то, что он синтезируется в гранулах. Гранулированный катализатор обладает лучшими физическими свойствами: не пылит, не слеживается, легко рассеивается и легко отделяется от реакционной массы фильтрованием (в отличие от высокодисперсного, который быстро забивает фильтр или проходит через полотно фильтра).A significant advantage of zeolite H-Ymmm over highly dispersed zeolites is that it is synthesized in granules. The granular catalyst has the best physical properties: it is not dusty, does not cake, easily disperses and is easily separated from the reaction mass by filtration (as opposed to highly dispersed, which quickly clogs the filter or passes through the filter sheet).
Кроме того, известно, что при глубоком декатионировании микропористых цеолитов Y (до степени ионного обмена катионов Na+ на Н+ выше 90-95%) происходит их частичная аморфизация и степень кристалличности уменьшается. Цеолит H-Ymmm имеет комбинированную микро-мезопористую кристаллическую структуру, которая высокостабильна и не разрушается в процессе декатионирования.In addition, it is known that with deep decationization of microporous zeolites Y (to the extent of ion exchange of Na + cations to H + above 90-95%) their partial amorphization occurs and the degree of crystallinity decreases. Zeolite H-Ymmm has a combined micro-mesoporous crystal structure, which is highly stable and does not deteriorate during the decation process.
Использование предлагаемого способа позволяет снизить энерго- и материалоемкость процесса гетероциклизации, поскольку:Using the proposed method allows to reduce the energy and material consumption of the process of heterocyclization, because:
1. Синтез 2,3-диалкилхинолинов проходит при более низкой температуре (20-180°С), чем в известных способах;1. Synthesis of 2,3-dialkylquinolines takes place at a lower temperature (20-180 ° C) than in the known methods;
2. Используется мольное соотношение анилин : альдегид = 1-1:3, а не 1:4, как в описанных методиках.2. Used molar ratio of aniline: aldehyde = 1-1: 3, and not 1: 4, as in the described methods.
Предлагаемый способ синтеза 2,3-диалкилхинолинов (7 а, б) осуществляют следующим образом.The proposed method for the synthesis of 2,3-dialkylquinolines (7 a, b) is carried out as follows.
Используют анилин и карбонильные соединения: пропионовый альдегид, масляный альдегид.Aniline and carbonyl compounds are used: propionic aldehyde, butyric aldehyde.
В качестве катализатора используют гранулированный без связующих веществ цеолит H-Ymmm, синтезированный в Na-форме по методу, приведенному в [O.S. Travkina, M.R. Agliullin, N.A. Filippova, A.N. Khazipova, I.G. Danilova, N.G. Grigor'eva, N. Narender, M.L. Pavlov, B.I. Kutepov, RSC Advances. 7 (2017) 32581-32590. M. Л. Павлов, О. С. Травкина, А. Н. Хазипова, Р. А. Басимова, Н. Н. Шавалеева, Б. И. Кутепов. // Нефтехимия, 2015, т. 55, №5, С. 406. Патент №2540086. Павлов М. Л., Травкина О. С, Кутепов Б. И. Басимова Р. А., Эрштейн А. С., Шавалеева Н. Н. Бюл. №3, 2015. Патент №2553876. Шавалеев Д.А., Павлов М.Л., Кутепов Б.И., Травкина О.С., Шавалеева Н.Н., Басимова Р.А., Эрштейн А.С. Бюл. №17, 2015]. Декатионированием из раствора NH4NO3 и последующим прокаливанием при 540°С цеолит Na-Ymmm переводили в Н-форму со степенью декатионирования ионов Na+ на H+ 95%. В процессе ионного обмена с промежуточными термообработками аморфизация кристаллического каркаса цеолита не происходит. Удельная поверхность образцов, определяемая методом ртутной порометрии, составляет 12.1 м2/г, а объемы микро-, мезо- и макропор составляют 0.27; 0.15 и 0.15 см3/г, соответственно. Транспортные поры, в основном, представлены порами с радиусом 50-100 нм и 100-1000 нм.The catalyst used is granulated without binders H-Ymmm zeolite synthesized in Na-form according to the method given in [OS Travkina, MR Agliullin, NA Filippova, AN Khazipova, IG Danilova, NG Grigor'eva, N. Narender, ML Pavlov , BI Kutepov, RSC Advances. 7 (2017) 32581-32590. M.L. Pavlov, O.S. Travkina, A.N. Khazipova, R.A. Basimova, N.N. Shavaleeva, B.I. Kutepov. // Petrochemistry, 2015, Vol. 55, No. 5, P. 406. Patent No. 2540086. Pavlov M. L., Travkina O. S, Kutepov B. I. Basimov R. A., Erstein A. S., Shavaleeva N. N. Bul. No. 3, 2015. Patent No. 2553876. Shavaleev D.A., Pavlov M.L., Kutepov B.I., Travkina O.S., Shavaleeva N.N., Basimova R.A., Ershtein A.S. Bul №17, 2015]. By decationing from a solution of NH 4 NO 3 and subsequent calcination at 540 ° C, the zeolite Na-Ymmm was converted into the H-form with a degree of decation of Na + ions to H + 95%. In the process of ion exchange with intermediate heat treatments, amorphization of the zeolite crystalline framework does not occur. The specific surface of the samples, determined by the method of mercury porosimetry, is 12.1 m 2 / g, and the volumes of micro, meso, and macropores are 0.27; 0.15 and 0.15 cm 3 / g, respectively. The transport pores are mainly represented by pores with a radius of 50-100 nm and 100-1000 nm.
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 насадочная колонка, фаза SE-30, программированный нагрев 50-250°С, газ-носитель гелий.The synthesis of 2,3-dialkylquinolines is carried out in a metal autoclave. Aniline, aldehyde (propionic, oily), the catalyst and solvent are loaded into the autoclave, sealed and placed in a thermostatted cabinet where the autoclave rotates continuously at the selected temperature. At the end of the reaction, the reaction mass is cooled, the catalyst is filtered off from it. The composition of the product is analyzed by gas-liquid chromatography. GLC analysis conditions: Shimadzu GC-9A chromatograph, flame ionization detector, 3 m packed column, SE-30 phase, programmed heating 50–250 ° C, carrier gas helium.
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.The structure of the obtained 2,3-dialkylquinolines (7a, b) is established on the basis of 1D and 2D NMR 1 H and 13 C spectroscopic data, their gross composition is confirmed by recording the peak of the molecular ion in the GC-MS spectrum.
Изобретение иллюстрируется следующим примером:The invention is illustrated by the following example:
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 H-Ymmm, 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 95%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (7а) 59%.Example 1. A metal autoclave was charged with 0.25 ml (2.8 mmol) of aniline, then 0.4 ml (5.6 mmol) of propionic aldehyde, 1 ml of chlorobenzene and 0.12 g (20% by weight calculated on the starting mixture) of zeolite H-Ymmm, the autoclave was sealed and placed in a thermostatically controlled cabinet. The reaction is carried out at a temperature of 160 ° C, 6 hours with continuous rotation of the autoclave. After the reaction, the reaction mass is cooled to room temperature, the catalyst is filtered off and chromatographed on a column (SiO 2 , eluent hexane → hexane-ethyl acetate mixture). Aniline conversion 95%, 2,3-dialkylquinoline formation selectivity (7a) 59%.
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 H-Ymmm, 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 83%, селективность образования 2,3-диалкилхинолина (7б) 46%.Example 2. A metal autoclave was charged with 0.25 ml (2.8 mmol) of aniline, then 0.52 ml (5.6 mmol) of butyraldehyde, 1 ml of chlorobenzene and 0.13 g (20% by weight, calculated on the initial mixture) of zeolite H-Ymmm, the autoclave was sealed and placed in a thermostatically controlled cabinet. The reaction is carried out at a temperature of 160 ° C, 6 hours with continuous rotation of the autoclave. After the reaction, the reaction mass is cooled to room temperature, the catalyst is filtered off and chromatographed on a column ((SiO 2 , eluent hexane → hexane-ethyl acetate mixture). Aniline conversion 83%, formation of 2,3-dialkylquinoline (7b) 46%.
Другие примеры (1-7, 9-12) осуществления способа приведены в таблице. 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%.Other examples (1-7, 9-12) of the method are shown in the table. By the authors [R. Brosius, D. Gammon, F. Van Laar, E. Van Steen, B. Sels, P. Jacobs, J. Catal., 2006, 239, 362] developed a method for the synthesis of 2- (4) and 4-methylquinolines (5) the reaction of aniline with acetaldehyde on H-Beta zeolite with a molar ratio of Si / Al = 21.6 (scheme 3). The reaction was carried out at 450 ° С, the space velocity = 0.2 h -1 and the molar ratio of aniline: acetaldehyde = 1: 4 for 4.5 h. The yield of the mixture of methylquinolines was 83%.
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.The disadvantages of this method are the high reaction temperature, a large excess of acetaldehyde, a low volumetric feed rate, and the formation of a difficult to separate mixture of methylquinolines. In addition, the reaction products are monoalkylquinolines, and not 2,3-dialkylquinolines.
Реакцию проводят при 20-180°С, мольном соотношении анилин : альдегид = 1:1-3, 10-20% мас. катализатора, 6 ч, растворитель - хлорбензол.The reaction is carried out at 20-180 ° C, the molar ratio of aniline: aldehyde = 1: 1-3, 10-20% wt. catalyst, 6 h, the solvent is chlorobenzene.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142175A RU2690535C1 (en) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Method of producing 2,3-dialkylquinolines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142175A RU2690535C1 (en) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Method of producing 2,3-dialkylquinolines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2690535C1 true RU2690535C1 (en) | 2019-06-04 |
Family
ID=67037368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018142175A RU2690535C1 (en) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Method of producing 2,3-dialkylquinolines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2690535C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5700942A (en) * | 1995-07-11 | 1997-12-23 | Reilly Industries, Inc. | Process for preparing quinoline bases |
| RU2309952C1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-11-10 | Институт нефтехимии и катализа РАН | Method for preparing 2,3-dialkylquinolines |
| RU2409567C2 (en) * | 2009-01-11 | 2011-01-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран | Method for synthesis of 2-propyl-3-ethylquinoline |
| RU2609028C1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-01-30 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Нефтехимии И Катализа Ран | Method of producing 2, 2, 4-trimethyl-1, 2-dihydroquinoline |
-
2018
- 2018-11-29 RU RU2018142175A patent/RU2690535C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5700942A (en) * | 1995-07-11 | 1997-12-23 | Reilly Industries, Inc. | Process for preparing quinoline bases |
| RU2309952C1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-11-10 | Институт нефтехимии и катализа РАН | Method for preparing 2,3-dialkylquinolines |
| RU2409567C2 (en) * | 2009-01-11 | 2011-01-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран | Method for synthesis of 2-propyl-3-ethylquinoline |
| RU2609028C1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-01-30 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Нефтехимии И Катализа Ран | Method of producing 2, 2, 4-trimethyl-1, 2-dihydroquinoline |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Filian et al. | Pd (0)‐guanidine@ MCM‐41: a very effective catalyst for rapid production of bis (pyrazolyl) methanes | |
| JP7033127B2 (en) | Diene manufacturing method | |
| Seghers et al. | Improving the efficiency of the Diels–Alder process by using flow chemistry and zeolite catalysis | |
| RU2671215C2 (en) | Method and catalyst for producing pyridine and alkyl derivatives thereof | |
| CN103232426A (en) | Method for preparing benzopyran derivative by choline chloride functional ion liquid catalysis | |
| JP7123955B2 (en) | Method for preparing unsaturated alcohol | |
| RU2690535C1 (en) | Method of producing 2,3-dialkylquinolines | |
| RU2688228C1 (en) | Method of producing 2,3-dialkylquinolines | |
| RU2688198C1 (en) | Method of 2,3-dialkylquinolines production | |
| RU2687974C1 (en) | Method of 2,3-dialkylquinolines production | |
| RU2687972C1 (en) | Method of 2,3-dialkylquinolines production | |
| RU2688197C1 (en) | Method of 2,3-dialkylquinolines production | |
| US4960894A (en) | Preparation of substituted pyridines | |
| RU2609028C1 (en) | Method of producing 2, 2, 4-trimethyl-1, 2-dihydroquinoline | |
| Kolli et al. | Highly efficient one-pot synthesis of α-aminophosphonates using nanoporous AlSBA-15 catalyst in a three-component system | |
| JPS62158235A (en) | Novel phenylacetoaldehyde | |
| Grigor’eva et al. | Aluminosilicates with different porous structures in the synthesis of 2-ethyl-3-methylquinoline | |
| RU2697876C1 (en) | Method of producing 2,3-dialkyl-n-phenyl-1,2,3,4-tetrahydroquinoline-4-amines | |
| RU2702358C1 (en) | Method of producing 2,2,4-trialkyl-2,3-dihydro-1h-1,5-benzodiazepines | |
| Grigorieva et al. | Possibilities of Microporous and Hierarchical MFI Zeolites in the Synthesis of Nitrogen Heterocyclic Compounds | |
| RU2738603C1 (en) | Method of producing quinolines by skraup reaction in presence of hierarchical zeolite h-ymmm | |
| Grigor´ eva et al. | Zeolites in the synthesis of quinolines by the Skraup reaction | |
| RU2608734C2 (en) | Method of producing 3,5-dimethylpyridine | |
| RU2644166C2 (en) | Method for obtaining 2-ethyl-3,5-dimethyl pyridine | |
| RU2740912C1 (en) | Method of producing quinoline by skraup reaction in presence of hierarchical zeolite h-zsm-5mmm |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201130 |