一种制备喹啉化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种喹啉类化合物的绿色制备方法。该方法使用廉价易得的铜盐与N‑羟基邻苯二甲酰亚胺作为催化剂，以氧气作为氧化剂，在有机溶剂中进行四氢喹啉化合物的氧化，实现喹啉类化合物的合成。本发明专利技术方法反应操作简单，反应成本低，具有产率高，低金属污染等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种制备喹啉化合物的方法
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种氧化制备喹啉类化合物的方法。
技术介绍
喹啉及其衍生物是一类非常重要的杂环化合物，广泛存在于生物碱中并表现出非常广阔的生物活性。它们中许多呈现出抗哮喘、抑菌、抗病毒、增强记忆、抗高血压、抗抑郁、抗过敏、抗疟疾和抗肿瘤等性质。1820年，奎宁化合物(A)作为活性成分从金鸡纳树皮中分离，取代天然树皮对疟疾的治疗。尽管相对较低的功效和广谱性，但它在治疗抗多种抗菌素的疟疾中起着非常重要的作用。从Rutaceae科植物Gailpealnogiflora树皮中分离的Chimanine生物碱(B-E)，是有效的抗黑热病药物分子。8-(二乙氨基己氨基)-6-甲氧基-4-甲基喹啉F是有效的chagas疾病抑制剂，而2-(2-甲基喹啉-4-氨基)-N-苯基乙酰胺(G)的药理活性比抗黑热病药葡萄糖酸锑钠更强。式1具有生理活性的喹啉化合物同时，喹啉衍生物是一种重要的精细化工原料，除了主要用于合成药物分子外，还可用于合成染料、农药和多种化学助剂；是很好的溶剂和萃取剂，特别是稠环芳香化合物的溶剂；可作为发光体与四溴化碳制成感光层，是非常理想的感光材料；在电镀、金属提取与冶炼行业应用也非常广泛。由此可见，这类化合物具有很广阔的用途及应用前景。自从十九世纪以来，各种合成方法不断被发现，用于制备各种具有喹啉环结构的化合物。通常情况下，喹啉化合物可以在酸性条件下由芳胺和甘油出发的缩合反应生成，该方法由捷克化学家ZdenkoHansSkraup在1883年发现。该反应必须使用强酸做催化剂，降低了反应的耐受性，并且在实际生产过程中会造成设备腐蚀，同时产生大量易对环境造成危害且难以处理的废液。以上这些缺陷限制了这种方法在合成化学领域的应用，所以探寻更加高效、绿色的合成喹啉化合物的新方法是非常有必要的。式2传统喹啉化合物的制备方法近年来，人们还发展了包括Combes合成法，反应，Knorr合成以及Pavorov反应在内的多种有机转化过程用于喹啉化合物的合成。虽然这些转化实现了许多喹啉化合物的合成，但均或多或少的存在一些问题，如有些反应的起始原料限制了喹啉环上功能团的多样性，有些反应需要较为苛刻的反应条件，如150℃以上的高温，大量强酸或强碱的使用也限制了反应的拓展应用。式3部分改进的喹啉化合物制备方法综上所述，目前人们已经出一些喹啉化合物的合成方法，但均存在明显的不足。因此，开发新的合成策略，从便宜易得的原料出发，实现喹啉类化合物的高效合成具有重要的研究价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种经济、绿色的喹啉类化合物的制备方法。该方法使用廉价的N-羟基邻苯二甲酰亚胺及铜盐作为催化剂，以4-二甲氨基吡啶为添加剂，氧气作为氧化剂，在有机溶剂中对四氢喹啉化合物进行脱氢氧化，得到喹啉类化合物。本专利技术方法反应操作简单，产率高，具有条件温和，环境友好等优点。本专利技术提供的一种四氢喹啉出发，经氧气氧化制备喹啉类化合物的方法，包括如下步骤：依次加入式1所示的四氢喹啉类化合物、N-羟基邻苯二甲酰亚胺，铜盐，4-二甲氨基吡啶和有机溶剂，然后将反应混合物在氧气气氛、80～120℃下搅拌12小时，然后将反应混合液过滤并减压浓缩，将得到的残余物通过柱层析分离纯化得到式2所示的目标产物；其中，式1及式2中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7彼此独立地选自氢、卤素、C1-6烷基、C1-6烷氧基；优选地，式1及式2中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7彼此独立地选自氢、甲基，甲氧基，氟，氯，溴；最优选的，式1所示的四氢喹啉类化合物选自如下式1a～1l化合物：根据本专利技术前述的喹啉类化合物的合成方法，其中，所述铜盐催化剂选自Cu(OAc)2、CuBr、Cu2O中的任意一种；优选地，所述铜盐催化剂选自Cu2O。根据本专利技术前述的喹啉类化合物的合成方法，其中，所述的有机溶剂选自乙腈。根据本专利技术前述的喹啉类化合物的合成方法，其中，式1所示的四氢喹啉类化合物，4-二甲氨基吡啶，N-羟基邻苯二甲酰亚胺与氧化铜的投料摩尔比为1∶(0～1)∶(0～0.4)∶(0～0.1)。优选的，投料摩尔比为1∶1∶(0.2)∶(0.05)。本专利技术前述的喹啉类化合物的合成方法，相比于现有技术具有以下有益效果：1)相对于现有技术，本专利技术以N-羟基邻苯二甲酰亚胺及催化量且无毒的氧化亚铜作为催化剂，降低了重金属污染。2)以氧气作为氧化剂，减少了副产物生成，并且大大降低了反应体系毒性。3)本专利技术的方法原料来源易得，反应底物适应范围广，操作简单，反应成本低。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步描述。实施例1-12反应条件优化以四氢喹啉为例，为确定最佳反应条件，首先以四氢喹啉为模板底物，以四氢喹啉的用量为基准(25.8mg，0.2mmol)，对反应条件进行优化，铜盐的种类及用量、N-羟基邻苯二甲酰亚胺的用量、4-二甲氨基吡啶的用量、反应温度和反应产率如表1所示。其中实施例6的典型试验操作如下：向反应器中，依次加入四氢喹啉(0.2mmol)、N-羟基邻苯二甲酰亚胺(20mol％，0.04mmol)，氧化铜(5mol％，0.01mmol)，4-二甲氨基吡啶(1当量，0.2mmol)和乙腈(2mL)，然后将反应混合物在氧气气氛、120℃下搅拌12小时，通过TLC监测反应完全，然后将反应混合液减压浓缩，将得到的残余物通过柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚为洗脱溶剂，体积比1∶20)纯化得到目标产物喹啉(yield95％)。1HNMR(400MHz，CDCl3)δ8.90(dd，J＝4.2，1.6Hz，1H)，8.14-8.10(m，2H)，7.81-7.79(m，1H)，7.72-7.68(m，1H)，7.53(t，J＝7.5Hz，1H)，7.37(dd，J＝8.2，4.2Hz，1H).ppm；13CNMR(101MHz，CDCl3)δ150.4，148.2，136.0，129.4，129.3，128.2，127.8，126.4，121.1ppm.表1：实施例132-甲基喹啉的合成向反应器中，依次加入2-甲基四氢喹啉(0.2mmol)，N-羟基邻苯二甲酰亚胺(20mol％，0.04mmol)，氧化铜(5mol％，0.01mmol)，4-二甲氨基吡啶(1当量，0.2mmol)和乙腈(2mL)，然后将反应混合物在氧气气氛、120℃下搅拌12小时，通过TLC监测反应完全，然后将反应混合液减压浓缩，将得到的残余物通过柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚为洗脱溶剂，体积比1∶15)纯化得到目标产物2-甲基喹啉(yield85％)。1HNMR(400MHz，CDCl3)δ8.03-8.00(m，2H)，7.75(d，J＝8.1Hz，1H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过四氢喹啉氧化制备喹啉类化合物的方法，包括如下步骤：/n向反应器中，依次加入式1所示的四氢喹啉类化合物、4-二甲氨基吡啶、铜盐、N-羟基邻苯二甲酰亚胺和有机溶剂，然后将反应混合物在氧气气氛、室80～120℃下搅拌12小时，然后将反应混合液过滤并减压浓缩，将得到的残余物通过柱层析分离纯化得到式2所示的目标产物；/n

【技术特征摘要】
1.一种通过四氢喹啉氧化制备喹啉类化合物的方法，包括如下步骤：
向反应器中，依次加入式1所示的四氢喹啉类化合物、4-二甲氨基吡啶、铜盐、N-羟基邻苯二甲酰亚胺和有机溶剂，然后将反应混合物在氧气气氛、室80～120℃下搅拌12小时，然后将反应混合液过滤并减压浓缩，将得到的残余物通过柱层析分离纯化得到式2所示的目标产物；



其中，式1及式2中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7彼此独立地选自氢、卤素、C1-6烷基、C1-6烷氧基；
其中，所述铜盐催化剂选自Cu(OAc)2、CuBr、Cu2O中的任意一种；
所述的有机溶剂选自乙腈。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：式1及式2中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7彼此...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆钧飞，张朱涌，王慧芳，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33