本發(fā)明涉及一種喹啉衍生物的制備方法，特別涉及用雙三氯甲基碳酸酯BTC、N,N-二甲基甲酰胺DMF、乙酰苯胺或取代乙酰苯胺制備2-氯-3-甲酰基喹啉類(lèi)衍生物的方法。
背景技術(shù)：
含喹啉骨架的雜環(huán)化合物，作為重要的含氮芳香雜環(huán)化合物，廣泛存在于天然產(chǎn)物中，表現(xiàn)出顯著的生物活性，如抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗過(guò)敏、抗哮喘、抗高血壓、增強(qiáng)記憶、抗抑郁等。同時(shí)它也作為一類(lèi)重要的化工原料，在有機(jī)合成、藥物合成、材料化學(xué)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。2-氯-3-甲?；苌锎嬖诼群图柞；顫姽倌軋F(tuán)，容易轉(zhuǎn)化成其他喹啉雜環(huán)化合物，在有機(jī)合成、化學(xué)分析、配位化學(xué)、化工助劑、藥物、農(nóng)藥、染料、發(fā)光材料、感光材料、磁性材料等方面都具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和重要意義。
目前，國(guó)內(nèi)外報(bào)道的2-氯-3-甲?；饕怯梢阴１桨坊蛉〈阴１桨放cVilsmeier試劑，經(jīng)過(guò)環(huán)化、芳構(gòu)化以及水解一鍋法制備得到。該方法原料易得，收率高。Vilsmeier試劑中常用的鹵化試劑有三氯化磷、氯化亞砜、光氣、草酰氯等。這些鹵化試劑具有毒性和腐蝕性，暴露于空氣會(huì)吸潮。三氯化磷、氯化亞砜在使用過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生磷酸和二氧化硫等一系列廢液、廢氣，腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境。光氣是一種很好的鹵化試劑，用光氣制備產(chǎn)品含量高，收率高，但光氣是劇毒氣體，在使用、運(yùn)輸及儲(chǔ)存過(guò)程中具有很大的危險(xiǎn)性。因此探尋新的合成方法或綠色鹵化試劑是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
雙三氯甲基碳酸酯簡(jiǎn)稱(chēng)固體光氣、三光氣或BTC，其熔沸點(diǎn)高、揮發(fā)性低、毒性低，在工業(yè)上僅把它當(dāng)做一般毒性物質(zhì)處理，與氣體光氣相比具有運(yùn)輸和使用安全的優(yōu)點(diǎn)。其參加化學(xué)反應(yīng)具有安全經(jīng)濟(jì)、使用方便、無(wú)污染、反應(yīng)計(jì)量準(zhǔn)確、合成工藝簡(jiǎn)單、引起的副反應(yīng)少、收率高、后處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)已有固體光氣的原料碳酸二甲酯的規(guī)模生產(chǎn)，使得固體光氣制備成本大為降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種2-氯-3-甲?；闹苽浞椒?，采用雙三氯甲基碳酸酯為鹵化劑，與N,N-二甲基甲酰胺和乙酰苯胺或取代乙酰苯胺在溫和的合成條件下合成2-氯-3-甲酰基喹啉類(lèi)衍生物，具有綠色環(huán)保、反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)率高等特點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種2-氯-3-甲酰基喹啉類(lèi)衍生物制備方法，其特征在于，所涉及的2-氯-3-甲?；?lèi)衍生物(I)結(jié)構(gòu)式如下：
式I中R表示鹵素原子、氰基、烷基、烯基、炔基、羥基、烴氧基、酰氧基、巰基、烴硫基、酰硫基、氨基、取代胺基、芳基、雜芳基、硝基、?；?、羧基、烴氧羰基、烴氮羰基、磺酸基或璜酰酯基中的一種；R在氨基的鄰位、間位和/或?qū)ξ?，但至少保留一個(gè)鄰位未被取代；n為苯環(huán)上取代基的數(shù)目，n＝0、1、2或3。
本發(fā)明所述的2-氯-3-甲?；?lèi)衍生物的制備方法，包括如下步驟：
1)在有機(jī)溶劑中，-10～40℃下，乙酰苯胺或取代乙酰苯胺與固體光氣BTC和N,N-二甲基甲酰胺在20～80min內(nèi)混合；
2)混合后-10～40℃下保持5～20min，程序升溫至30～80℃，反應(yīng)3～10小時(shí)后將反應(yīng)物料直接倒入冰水中，堿調(diào)節(jié)pH至8～9，抽濾，重結(jié)晶得到2-氯-3-甲?；?lèi)衍生物。
本發(fā)明所述有機(jī)溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、二甲氧基乙烷、正己烷、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙腈、苯、甲苯中的一種或幾種的組合，優(yōu)選三氯甲烷、二氯乙烷。
本發(fā)明所述的乙酰苯胺或取代乙酰苯胺與BTC和DMF的摩爾比為1∶0.2～4∶1～10。
本發(fā)明乙酰苯胺或取代乙酰苯胺與BTC和DMF的混合包括四種方法，第一種是將乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、DMF溶解于有機(jī)溶劑中，滴加BTC的有機(jī)溶液；第二種是將BTC溶解在有機(jī)溶劑中，滴加乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、DMF的有機(jī)溶液；第三種是將乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、BTC溶解于有機(jī)溶劑中，滴加DMF；第四種是將乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、DMF、BTC加入反應(yīng)釜中，加入有機(jī)溶劑，攪拌溶解；優(yōu)選第三種方法，即是將乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、BTC溶解于有機(jī)溶劑中，滴加DMF。
本發(fā)明所述的乙酰苯胺或取代乙酰苯胺與固體光氣BTC和N,N-二甲基甲酰胺DMF在有機(jī)溶劑中，-10～40℃下，在20～80min內(nèi)混合，混合后低溫保持5～20min，程序升溫至30～80℃，反應(yīng)3～10小時(shí)，后處理。
本發(fā)明所述的后處理為：在反應(yīng)物料冷卻，直接倒入冰水中，抽濾；或調(diào)節(jié)pH至8～9，抽濾或離心，重結(jié)晶得到2-氯-3-甲?；?lèi)衍生物。
本發(fā)明所述的堿為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10～50％的氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鉀。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本方法用固體光氣替代含磷或含硫或光氣鹵化試劑,從而徹底解決了生產(chǎn)過(guò)程中大量的含磷或含硫副產(chǎn)物的處理和廢水排放問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)2-氯-3-甲?；?lèi)衍生物傳統(tǒng)工藝進(jìn)行綠色化學(xué)工藝改造，具有原料易得、成本低、操作步驟簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、能耗少、反應(yīng)過(guò)程安全，環(huán)境污染小，能實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)等特點(diǎn)，具備工業(yè)化應(yīng)用前景。
本方法所生成的主要副產(chǎn)物氯化氫可以制成工業(yè)鹽酸，從而提高氯的經(jīng)濟(jì)性，減少了資源消耗。
本方法所使用的溶劑二氯乙烷、乙酸乙酯等經(jīng)蒸餾可以回收，重復(fù)使用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了2-氯-3-甲?；暮铣煞椒?，其主要步驟如下：
冰鹽浴下，將2.73g(20.22mmol)乙酰苯胺、8.19g(27.58mmol)BTC與10mL三氯甲烷攪拌混合，當(dāng)溫度保持在-5℃以下后，30min內(nèi)滴加4.2mL(54.66mmol)DMF，通過(guò)尾氣吸收裝置氣泡溢出速率控制滴加速度；DMF全部滴加完畢后冰鹽浴下繼續(xù)攪拌10min，換用水浴，加熱至40℃，反應(yīng)4小時(shí)，蒸出部分溶劑，加入冰水，10％NaOH調(diào)節(jié)pH至8～9，抽濾，乙酸乙酯重結(jié)晶，收率91.62％。熔點(diǎn)：157～159℃，m/Z:192.04[M+H]+。
對(duì)比例1
本實(shí)施例提供了2-氯-3-甲?；暮铣煞椒ǎ渲饕襟E如下：
冰鹽浴下，將2.73g(20.22mmol)乙酰苯胺、8.12g(27.34mmol)BTC與10mL 1,2-二氯乙烷攪拌混合，當(dāng)溫度保持在-5℃以下后，緩慢滴加4.2mL(54.66mmol)DMF，通過(guò)尾氣吸收裝置氣泡溢出速率控制滴加速度。DMF全部滴加完畢后冰鹽浴下繼續(xù)攪拌10min，換用水浴，加熱至40℃，通過(guò)TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，反應(yīng)4小時(shí)，蒸出部分溶劑，冰水猝滅，10％NaOH調(diào)節(jié)pH至8～9，抽濾，乙酸乙酯重結(jié)晶，收率84.55％。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了2-氯-3-甲酰基喹啉的合成方法，其主要步驟如下：
冰鹽浴下，將2.73g(20.22mmol)乙酰苯胺、4.17g(14.04mmol)BTC與10mL三氯甲烷攪拌混合，當(dāng)溫度保持在-5℃以下后，30min內(nèi)滴加4.2mL(54.66mmol)DMF，通過(guò)尾氣吸收裝置氣泡溢出速率控制滴加速度。DMF全部滴加完畢后冰鹽浴下繼續(xù)攪拌10min，換用水浴，加熱至41℃，通過(guò)TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，反應(yīng)4小時(shí)，蒸出部分溶劑，冰水猝滅，10％NaOH調(diào)節(jié)pH至8～9，抽濾，乙酸乙酯重結(jié)晶，收率75.92％。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供了2-氯-3-甲?；暮铣煞椒?，其主要步驟如下：
冰鹽浴下，將2.73g(20.22mmol)乙酰苯胺與4.2mL(54.66mmol)DMF攪拌混合，當(dāng)溫度保持在-5℃以下后，50min內(nèi)滴加溶有8.03g(27.04mmol)BTC的10mL三氯甲烷溶液，通過(guò)尾氣吸收裝置氣泡溢出速率控制滴加速度。全部滴加完畢后冰鹽浴下繼續(xù)攪拌10min，換用水浴，加熱至45℃，通過(guò)TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，反應(yīng)4小時(shí)，蒸出部分溶劑，冰水猝滅，10％NaOH調(diào)節(jié)pH至8～9，抽濾，乙酸乙酯重結(jié)晶，收率76.18％。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供了2-氯-3-甲?；?6-甲基喹啉的合成方法，其主要步驟如下：
冰鹽浴下，將3.00g(20.13mmol)對(duì)甲基乙酰苯胺與4.2mL(54.66mmol)DMF攪拌混合，當(dāng)溫度保持在-5℃以下后，80min內(nèi)滴加溶有8.03g(27.04mmol)BTC的10mL三氯甲烷溶液，通過(guò)尾氣吸收裝置氣泡溢出速率控制滴加速度。全部滴加完畢后冰鹽浴下繼續(xù)攪拌10min，換用水浴，加熱至51℃，通過(guò)TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，反應(yīng)5小時(shí)，蒸出部分溶劑，冰水猝滅，10％NaOH調(diào)節(jié)pH至8～9，抽濾，重結(jié)晶，收率84.83％。熔點(diǎn)：124～125℃。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供了2-氯-3-甲?；?6-硝基喹啉的合成方法，其主要步驟如下：
冰鹽浴下，將3.61g(20.22mmol)對(duì)硝基乙酰苯胺與4.2mL(54.66mmol)DMF攪拌混合，當(dāng)溫度保持在-5℃以下后，60min內(nèi)滴加溶有8.03g(27.04mmol)BTC的10mL三氯甲烷，通過(guò)尾氣吸收裝置氣泡溢出速率控制滴加速度。全部滴加完畢后冰鹽浴下繼續(xù)攪拌10min，換用水浴，加熱至60℃，通過(guò)TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，反應(yīng)7小時(shí)，蒸出部分溶劑，冰水猝滅，堿調(diào)節(jié)pH至8～9，抽濾，重結(jié)晶，收率88.76％。熔點(diǎn)：233～235℃。
以上所述的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。