[发明专利]一种高效合成喹啉衍生物的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及喹啉衍生物，具体涉及一种高效合成喹啉衍生物的方法，是一种利用三氟甲磺酸银催化取代基的苯胺和烯酮或者烯醛衍生物合成喹啉衍生物的方法。

背景技术

喹啉类化合物作为一种重要的N-杂环精细化工原料，在医药、农药、香料、食品、染料、合成饲料添加剂、植物生长素等方面有着广泛的应用。喹啉类化合物广泛存在于自然界中，但是从自然界中分离提纯不仅操作步骤繁多、分离装置繁杂，能耗大，工艺成本较高，环境污染严重，如：喹啉可从煤焦油的洗油或萘油中提取。萘油馏分和洗油馏分用稀硫酸洗涤，得到硫酸喹啉盐基溶液，用蒸气蒸去除中性油等杂质，再用碱或氨分解。分离出来的粗喹啉及其同系物经脱水后，用高产蒸馏塔精馏，切取沸程为237.5-239.5℃的馏分段，可以得到含喹啉83%、异喹啉15%的粗喹啉。喹啉类化合物的合成方法一直是人们研究的热点，目前工业上合成喹啉最有代表性的方法有Skraup合成法，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法。但是该反应要在浓硫酸中高温进行。Combes合成法，芳香胺与β-二酮在酸性环境中缩合为喹啉环，该法以芳胺与1, 3-二羰基化合物缩合得到β-氨基-烯酮, 后者在浓硫酸的作用下进行环合, 得到喹啉衍生物。但是，当芳胺环上有吸电子基团存在时, 会使苯环上电子云密度降低, 从而不利于亲电取代反应的进行。当1,3-二碳基化合物 （R₁-CO-CH₂CO-R₂）中的R₁与R₂不同时, 则第一步的缩合反应有两种可能, 会生成两种β-氨基-烯酮, 环合产物即为含有两种同分异构体的混合物。Conrad-limpach-knorr合成法，本法与Combes法相类似, 只是将其中的β-二酮换为β-酮酸酯，以芳胺与β-酮酸酯缩合, 再经环合得到喹啉衍生物。β-酮酸酯中含有两种类型的羰基, 其中较为活泼的羰基与芳胺缩合, 然后在惰性溶剂中加热环合，即得到喹啉衍生物。但是，当使用乙酰乙酸乙酯时, 有两个不同的反应方向。一是羰基和氨基先缩合, 这反应在室温下即可进行, 但反应是可逆的另一方向是酯先氨解为酰胺, 这反应要在较高温度下进行, 但反应不可逆。

上世纪八十年代末报道了过渡金属催化的端炔化合物与邻位带有卤素的苯胺先发生偶联反应生成邻氨基炔，再环化制备喹啉的方法，是合成喹啉类衍生物的重要方法, 已成功的运用到天然产物和仿生药物的合成上。

目前的合成方法存在很多缺点：主要是反应条件苛刻，反应温度高，有的需要高温高压，分离困难，反应的底物限制性较强，因此一种方法合成取代基的喹啉衍生物很有限。另外，利用金属催化过程中，催化剂的活性有限，这些缺点造成制备过程的操作难度增加，危害操作人员健康，环境污染严重。

利用简单的反应底物，高效的合成喹啉衍生物，取代基的电子效应影响不大，催化剂的活性较高的一锅制备喹啉的方法非常重要，具有很高的实用价值。反应底物廉价易得，产率高、选择性好、易分离纯化、污染少且无毒，符合绿色化学和可持续发展的观念，操作简单、安全等问题。在有机合成方面，可以省略诸如官能团的保护和去保护等合成步骤。

发明内容

针对现有合成喹啉衍生物的方法所存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高效合成喹啉衍生物的方法，该方法操作简便、安全便宜、高效的制备取代喹啉类化合物，本发明方法不仅能够适用于大量的官能团，而且操作简单、产率高，产物单一，便于分离和提纯、安全廉价、污染小。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高效合成喹啉衍生物的方法，在有催化剂AgOTf存在条件下，由式I 所示化合物与式IIA 或IIB 所示化合物反应，得到目标物:

其中：所述喹啉衍生物的结构如式III 所示，R₁为H、C1～C6 链状烷基、C1～C6链状烷氧基、-NO2或-OH；R₂为H、C1～C6 链状烷基、C1～C6 链状烷氧基苯基；R₃为H或C1～C6链状烷基或苯基。

优选的，R₁为H、C1～C3链状烷基、C1～C3 链状烷氧基、硝基、羟基或苯基。