３－甲基喹喔啉－２－羧酸的化学合成方法技术

本发明专利技术属于化学合成技术领域，具体涉及一种３－甲基喹喔啉－２－羧酸的化学合成方法。以２－［（Ｎ－２－羟乙基）氨基甲酰］－３－甲基喹喔啉－１，４－二氧化物（喹乙醇）为原料，用还原剂碘化钾或连二亚硫酸钠还原，产物用碱水解，再用酸调节其ｐＨ，得到目标产物３－甲基喹喔啉－２－羧酸。本发明专利技术的合成方法具有反应步骤少、原料价廉易得、收率高、易操作、反应条件温和等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学制备
，具体涉及一种3-甲基喹喔啉-2-羧酸的化学合成方法。
技术介绍
3-甲基喹喔啉-2-羧酸为喹乙醇代谢物之一，由于其最后离开动物机体，目前被规定为喹乙醇残留标识物(见OLaquindox(WHO Food Additives Series 27，33)。喹乙醇属于喹喔啉-1，4-二氧化物类药物，为人工合成的广谱抗菌药，曾作为促生长剂应用于畜、禽、水产养殖中。目前关于动物性食品中检测喹乙醇残留标识物的标准品即3-甲基喹喔林-2-羧酸的合成方法尚未见到相关专利文献和非专利文献报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种适用于3-甲基喹喔啉-2-羧酸的化学合成方法，以满足该化合物的制备。本专利技术是通过如下方案达到的一种3-甲基喹喔啉-2-羧酸的合成方法，其步骤如下(1)将喹乙醇与还原剂碘化钾或连二亚硫酸钠按物质的量比1∶1～1∶10(作为优选方案，所述还原剂碘化钾或连二亚硫酸钠的物质的量是喹乙醇的4～10倍)加入反应瓶中加水至溶解，70～90℃搅拌并反应1～5h，反应完毕用三氯甲烷或乙酸乙酯萃取反应混和液，用无水硫酸镁脱水，旋转蒸发，得中间产物喹乙醇脱二氧物；作为优选反应条件，所述还原剂的摩尔数是原料喹乙醇的4～10倍；反应温度为70～90℃；反应溶剂为水；反应时间为1～5h得到中间产物喹乙醇脱二氧物。(2)将步骤(1)所得中间产物喹乙醇脱二氧物溶解于1～5mol·L-1氢氧化钠溶液中制备成混合液，加热至回流3～9h，用酸液调节混合液pH至3～5(优选方案是将pH调至3)，过滤反应混和液，水洗三次，干燥至恒重，得3-甲基喹喔啉-2-羧酸粗品，再经甲醇重结晶，得目标产物3-甲基喹喔啉-2-羧酸。本专利技术具有以下优点1.原料易得本专利技术所使用的原料及试剂喹乙醇、氢氧化钠、甲醇、三氯甲烷、浓盐酸、无水硫酸镁等都是常用原料及试剂，容易得到。2.反应设备、反应条件容易实现本专利技术仅采用恒温水浴锅、抽滤瓶、冷凝管等仪器，所用设备造价低；操作方法简单。3.环境污染小本专利技术所用试剂相对毒性较小，实验材料污染小。附图说明图1是本专利技术合成的3-甲基喹喔啉-2-羧酸的紫外扫描图谱(以甲醇为溶剂)；图2是本专利技术合成的3-甲基喹喔啉-2-羧酸的红外扫描图谱(KBr)；图3是本专利技术合成的3-甲基喹喔啉-2-羧酸13CNMR谱图(CDCL3)；图4是本专利技术合成的3-甲基喹喔啉-2-羧酸1HNMR谱图(CDCL3)；图5是本专利技术合成的3-甲基喹喔啉-2-羧酸质谱图。具体实施例方式实施例1(1)向500mL反应瓶中加入喹乙醇0.1moL，水250mL，70℃下搅拌并加入0.4moL连二亚硫酸钠粉末，70℃下搅拌反应1h后，停止加热，冷却至室温，用600mL三氯甲烷萃取反应混和液，合并，用无水硫酸镁干燥。再经旋转蒸发仪蒸干，得到淡黄色残留固体14.5g，收率为63％，用甲醇重结晶，得淡黄色的固体粉末，即中间产物喹乙醇脱二氧物。(2)在反应瓶中加入喹乙醇脱二氧物9.28g和1moL/L氢氧化钠溶液250mL成混合液，回流3h，停止反应，用浓盐酸调所述的混合液pH至3，待淡红色物质完全析出，过滤，水洗三次，滤出物烘至恒重，得到淡红色固体3-甲基喹喔啉-2-羧酸粗品5.37g，产率为71％，用甲醇重结晶后，得到红褐色针状晶体，即为目标产物3-甲基喹喔啉-2-羧酸纯品，熔点152℃。实施例2(1)向500mL反应瓶中加入喹乙醇0.1moL，水250mL，升温至80□，加入0.6moL连二亚硫酸钠在80℃下反应3h后，停止加热，冷却至室温，用600mL三氯甲烷萃取反应混和液，合并，用无水硫酸镁干燥有机相中的水分。过滤有机相，将有机相用旋转蒸发仪蒸干，得到淡黄色残留固体13.8g，收率为60％，用甲醇重结晶，得淡黄色的粉末，即中间产物喹乙醇脱二氧物。(2)向反应瓶中加入步骤(1)制备的中间产物喹乙醇脱二氧物9.24g和5moL/L氢氧化钠250mL成混合液，回流6h后，停止反应，用浓盐酸调混合液至pH4，静置，待淡红色物质完全析出，过滤，水洗三次，滤出物在烘箱中烘至恒重，得到淡红色固体3-甲基喹喔啉-2-羧酸粗品5.18g，产率为69％，用甲醇重结晶后，得到红褐色针状晶体，即为目标产物3-甲基喹喔啉-2-羧酸纯品，熔点151℃。实施例3向500mL反应瓶中加入喹乙醇0.1moL，水250mL，升温至90℃，加入1moL连二亚硫酸钠粉末，30min内加完；在90℃下搅拌反应5h后，冷却至室温，用600mL三氯甲烷分三次萃取反应混和液，合并，用无水硫酸镁干燥有机相中的水分，将有机相在旋转蒸发仪上减压蒸干，得到淡黄色残留固体14.3g，收率为62％，用甲醇重结晶，得淡黄色的粉末，即为中间产物喹乙醇脱二氧物。其余制备步骤同实施例1。得到红褐色针状晶体，即为目标产物3-甲基喹喔啉-2-羧酸纯品，熔点151℃。实施例4按照实施例1提供的反应条件，将还原剂连二亚硫酸钠换为等物质的量的碘化钾，使反应顺利完成，得淡黄色残留固体13.2g，收率为57％。向反应瓶中加入喹乙醇脱二氧物9.25g和5moL/L氢氧化钠250mL成混合液，回流9h后。停止反应，用浓盐酸调混合液至pH5，静置待淡红色物质完全析出，过滤，水洗三次，滤出物在烘箱中50℃℃烘至恒重，得到淡红色固体3-甲基喹喔啉-2-羧酸粗品5.35g，产率为71％，用甲醇重结晶后，得到红褐色针状晶体，即为3-甲基喹喔啉-2-羧酸纯品，熔点153℃。本专利技术制备得到的产品经紫外、红外、核磁共振、质谱、及元素分析检测结果如下3-甲基喹喔啉-2-羧酸的紫外扫描图谱(AgiLent 8453紫外分光光度计)，甲醇为溶剂，λ＝241nm左右的吸收峰为杂芳环化合物k带吸收，即存在共轭的两个或两个以上的不饱和键；λ＝321nm左右的低强吸收带，说明结构中有羰基或共轭羰基的存在；见图2。3-甲基喹喔啉-2-羧酸的红外扫描图谱(ExcaLibur Series红外光谱仪)，KBr压片，从图中可以看出各主要吸收峰与各基团的对应关系为3448cm-1，2449cm-1，υOH羧羟基伸缩振动；3078cm-1，3038cm-1，υC-H苯环＝CH伸缩振动；1718cm-1，υC＝O羰基伸缩振动；1562cm-1，1487cm-1苯环C＝C伸缩振动；1387cm-1，甲基对称弯曲振动；906cm-1，OH面外变形振动；748cm-1，苯环CH面外变形振动；见图3。3-甲基喹喔啉-2-羧酸1HNMR谱图(Mercury 400核磁共振仪)，氘代三氯甲烷为溶剂。0.00PPm为内标物四甲基硅的1H的化学位移；7.26ppm为溶剂氘代三氯甲烷的1H的化学位移；3.180ppm为-CH3氢位移；7.826～8.155ppm为喹喔啉基团的氢位移；8.6～12.0PPm宽峰，为-COOH缔合氢键的化学位移；见图4。3-甲基喹喔啉-2-羧酸13CNMR谱图(Mercury 400核磁共振仪)，氘代三氯甲烷为溶剂。24.302PPm为-CH3的13C位移；128.803～155.095ppm为喹喔啉基团的13C位移，163.364PPm为-COOH的13C位移；见图5。3-甲基喹喔啉-2-羧酸质谱图(Finnigan TRACE M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种３－甲基喹喔啉－２－羧酸的合成方法，其步骤如下：１）将喹乙醇与还原剂碘化钾或连二亚硫酸钠按物质的量比１∶４～１∶１０加入反应瓶中加水至溶解，７０～９０℃搅拌并反应１～５ｈ，反应完毕用三氯甲烷或乙酸乙酯萃取反应混和液，用无水硫酸镁脱水，旋转蒸发，得中间产物喹乙醇脱二氧物；２）步骤１）所得中间产物喹乙醇脱二氧物溶解于１～５ｍｏｌ.Ｌ↑［－１］氢氧化钠溶液中成混合液，加热至回流３～９ｈ，用酸液调节所述混合液ｐＨ至３～５，过滤反应所述混和液，水洗三次，干燥至恒重，得３－甲基喹喔啉－２－羧酸粗品，再经甲醇重结晶，得目标产物３－甲基喹喔啉－２－羧酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁宗辉，吴玉杰，陶燕飞，刘志亮，刘振果，高爱中，刘登才，王玉莲，彭大鹏，黄玲利，戴梦红，陈冬梅，谢长清，刘振利，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]