一种碳氮材料催化含氮杂环氧化脱氢制备喹啉衍生物的方法技术

本发明专利技术属于化学合成领域，具体涉及一种碳氮材料催化含氮杂环氧化脱氢制备喹啉衍生物的方法。该碳氮材料以含氮有机大环化合物为前驱体，在惰性氛围焙烧制得。反应以氧气或空气为氧化剂，在有或无溶剂下，50～120℃反应，碳氮材料即可将含氮杂环转化成对应的喹啉衍生物。本发明专利技术反应体系无任何金属引入，易放大，且催化剂回收循环使用至少9次依旧保持很好的选择性和活性，具有显著的工业生产实用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种碳氮材料催化含氮杂环氧化脱氢制备喹啉衍生物的方法
本专利技术属于化学合成领域，具体涉及一种碳氮材料催化含氮杂环氧化脱氢制备喹啉衍生物的方法。
技术介绍
喹啉衍生物是一种重要的中间体，在有机、药物、天然产物和工业合成中都具有极其重要的应用。目前报道的含氮杂环氧化脱氢制备喹啉衍生物的催化剂有：1)均相金属催化剂(Rh、Ir、Pt、Os等)；2)多相金属催化剂(Rh、Pd、Pt、Au、Ni、Co、Fe等)。但这些体系存在以下一种或多种的缺陷和不足：1)金属催化尤其是均相催化体系，对于产物特别是医药类药物的纯化带来很大困难；2)贵金属存在价格昂贵稀缺等弊端；3)助剂的添入，例如无机碱等，也会带来额外的废弃物。因此无论是从实验室研究还是工业应用角度来说，发展一类高效，廉价，绿色的催化剂对喹啉衍生物的合成具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术催化体系存在的缺点，提供一类高效的碳氮材料催化氮杂环氧化脱氢制备喹啉衍生物的方法。本专利技术催化剂制备简单，高效稳定，反应条件温和，产率高。本专利技术所涉及的反应可以用以下通式来表示：底物含氮杂环包含取代的1,2,3,4-四氢喹啉类化合物，其中取代基R1，R2可为芳基、卤素、硝基、烷氧基、烷基或氢原子。催化剂以有机大环化合物(包括酞菁、卟啉化合物)为前驱体，在200～1000℃惰性气氛(N2或Ar)焙烧即可获得。在反应中，加入相对于底物的质量分数为0～100％的催化剂，温度控制在50～120℃，以空气或氧气作为氧化剂，反应1～48h即可获得相应的喹啉类目标产物。具体实施方式以下实施方式有助于理解本专利技术，但并不限制于本
技术实现思路
。实施例1以酞菁为前驱体，在800℃氮气氛围焙烧2h，自然冷却室温后，即可获得所需催化剂。在Schlenk瓶中加入0.5mmol的1,2,3,4-四氢喹啉，20mg的催化剂，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应12h，得到相应的目标产物，收率为88％。实施例2碳材料制备如实例1所述，在Schlenk瓶中加入0.5mmol的6-甲氧基-1,2,3,4-四氢喹啉，20mg催化剂，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应12h，得到相应的目标产物，收率为90％。实施例3碳材料制备如实例1所述，在Schlenk瓶中加入0.5mmol的6-甲基-1,2,3,4-四氢喹啉，20mg催化剂，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应12h，得到相应的目标产物，收率为88％。实施例4碳材料制备如实例1所述，在Schlenk瓶中加入0.5mmol的6-氯-1,2,3,4-四氢喹啉，20mg催化剂，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应12h，得到相应的目标产物，收率为85％。实施例5碳材料制备如实例1所述，在Schlenk瓶中加入0.5mmol的6-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉，20mg催化剂，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应12h，得到相应的目标产物，收率为80％。实施例6碳材料制备如实例1所述，在Schlenk瓶中加入0.5mmol的2-甲基-1,2,3,4-四氢喹啉，20mg催化剂，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应12h，得到相应的目标产物，收率为82％。实施例7碳材料制备如实例1所述，在Schlenk瓶中加入0.5mmol的3-甲基-1,2,3,4-四氢喹啉，20mg催化剂，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应12h，得到相应的目标产物，收率为79％。实施例8碳材料制备如实例1所述，在Schlenk瓶中加入0.5mmol的4-甲基-1,2,3,4-四氢喹啉，20mg催化剂，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应12h，得到相应的目标产物，收率为82％。实施例9催化剂制备如实例1所述，在Schlenk瓶中加入0.5mmol的1,2,3,4-四氢苯并[h]喹啉，20mg碳氮材料，氧气球为氧源，在100℃下搅拌反应8h，得到相应的目标产物，收率为67％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳氮材料催化含氮杂环氧化脱氢制备喹啉衍生物的方法，其特征在于，该方法包括：以含氮杂环为底物，碳氮材料为催化剂，氧气或空气为氧化剂，在有溶剂或无溶剂下，即可将底物转化为相应的喹啉衍生物，其反应通式如下：

【技术特征摘要】
1.一种碳氮材料催化含氮杂环氧化脱氢制备喹啉衍生物的方法，其特征在于，该方法包括：以含氮杂环为底物，碳氮材料为催化剂，氧气或空气为氧化剂，在有溶剂或无溶剂下，即可将底物转化为相应的喹啉衍生物，其反应通式如下：其中取代基R1，R2可分别为芳基、卤素、硝基、C1－C10的烷基或烷氧基、或氢原子。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，底物为取代的1,2,3,4-四氢喹啉化合物。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳氮材料以有机大环为前驱体，包括酞菁、或卟啉中的一种或二种以上，在200～1000℃的N2或Ar氛...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爽，陈波，王连月，吕迎，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21