[发明专利]一种一步制备2-甲基喹啉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以硝基苯和乙醇为原料，一步合成2-甲基喹啉的方法，该化合物是重要的医药中间体。

背景技术

喹啉及其衍生物是重要的精细化工原料，主要用于合成医药、燃料、农药、多种化学助剂、抗氧剂、食品饲料添加剂、溶剂萃取剂等。传统的获取方法有天然提取和化学合成两种方法。其中化学合成法主要有Skraup、Combes、Conrad-Limpach-Knorr、Friedlander、Pfrtzinger、Doebner-Von Miller等方法。Skraup法被广泛地应用于制备杂环部分没有取代的喹啉，特别是多聚杂环。其以芳胺、浓硫酸、甘油与温和氧化剂一起加热，制得喹啉衍生物。在反应过程中，甘油在高温下受浓硫酸作用脱水为丙烯醛，再与苯胺缩合为二氢喹啉，最后经氧化得到喹啉，常用硝基苯或砷酸作为催化剂。Skraup法要在浓硫酸中高温进行，在这种环境中不稳定易发生其他分解反应的原料不适用。除了这一缺点以外，Skraup法是一种比较优越的喹啉环合成方法，应用很广泛(Lida H；Yuasa Y.J.Org.Chem.，1979，44，3985-3987)。Comes合成法(Fernanda，Misani；Marston Taylor Bogert.J.O.Chem.1945，10，347-365)与Conrad-Limpach-Knorr合成法类似，都是以芳胺与二酮或酮酸酯为原料，在反应过程中也都需要浓硫酸。Friedlander合成法(Serafino Gladiali；Giorgio Chelucci；Maria Salvatora Mudadu；Marc Antoine Gastaut；Randolph Thummel；P.Friedlander.J.Org.Chem.，2001，66，400-405)以邻酰基苯胺与α-位有活泼亚甲基的醛或酮在酸或碱的催化下，进行缩合得到喹啉衍生物。对于某些原料，酸与碱催化下得到的产物不同。此法所需的反应条件一般不太苛刻，反应温度不高，反应时间一般也较短，所用的催化剂都比较易得，因此Friedlander法自一百多年前提出以来一直沿用至今，并得到了不断地改进和发展。Pfrtzinger合成(Alexandre，V.Ivachtchenko；Vladimir.Kobak，Alexey P.Ilyn，Alexander，V.Khvat；Volodymir，M.Kysil；Caroline，T.Willianms；Julia，A.Kuzovkova；Dmitry，V.Kravchenko.J.Comb.Chem.，2005，7，227-235)是利用吲哚满二酮(靛红)在氢氧化钠的作用下生成邻氨基芳酮，得到的邻氨基芳酮再与含有羰基和活泼亚甲基的化合物进行缩合，从而制得喹啉类化合物。该法针对邻氨基苯甲醛类中间体不易制备而又不稳定的缺点提出了改进办法，所以它可以看作是Friedlander法的一种特殊形式。Camps合成法是以邻氨基芳香酮与α-碳上至少含有2个氢的羰酸酯反应形成喹啉环，产物是α-喹啉酮。当实际中使用这类原料时，总是同时得到两种同分异构体产物。当两个甲基(亚甲基)的活性有明显差异时，产物比较单一。带活泼亚甲基的醛亚胺基苯乙酮也发生类似反应。Doebner-Von Miller合成法(Doebner，O.；Miller，W.V.Ber.Dtsh.Chem.Ges.，1881，14，2812-2817)在形式上，与Skraup反应十分相似，即用芳香伯胺和乙醛在浓盐酸存在下共热，无须加入任何氧化剂就能生成相应的喹啉。

以上的化学合成法虽然都有各自的优点，但他们的缺点都一致，就是都需要使用一定量的无机酸或碱。为了避免无机酸或碱的使用，开始采用金属催化剂来催化合成喹啉。利用金属有机试剂合成喹啉也引起人们极大的兴趣。过渡金属催化剂比如钯、铑、钌、铁和钴的络合物用于催化喹啉的合成显示超凡的催化能力。金属催化的关环反应可通过苯胺与烷基胺之间的胺交换反应来实现。例如，在催化量RuCl₃·nH₂O/3PPh₃和SnCl₂·2H₂O存在下，苯胺和3-氨基-1-丙醇在二氧六环中453K反应得到相应的喹啉衍生物(Cho C.S.，Oh B.H.，ShimS.C.，J.Heterocycl.Chem.，1999，36(5)：1175-1178)。但均相催化剂存在催化剂和产物分离的难点。