[发明专利]一种利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法

说明书

本发明公开了一种利用电化学微通道反应装置连续制备C‑2位氯代喹啉的方法，包括如下步骤：(1)组装电化学微通道反应装置；(2)将喹啉氮氧化物、氯化试剂溶解在混合溶剂中制成均相溶液I；(3)将步骤(2)制得的均相溶液I利用注射泵以单股进样通入步骤(1)所述的电化学反应装置；(4)打开电源，调节电流，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物C‑2位氯代喹啉。本发明利用绿色电化学氧化，在无过渡金属催化剂参与下以连续流动技术高效、高选择性合成C‑2位氯代喹啉；同时，本发明方法操作简单、成本低廉，能够连续不间断生产，可以并行放大具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于化工合成领域，具体涉及一种利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法。

背景技术

有机卤化物(R-X)是具有高度实用性的化合物，它们不仅是许多药物分子和天然产物中的重要结构基序，还是通过过渡金属催化的氧化/还原交叉偶联反应合成精细化学品的关键组成部分。因此，研究此类化合物的实用有效的合成方法非常有价值，例如亲电芳香族取代和定向C-H卤化。尽管这些方法已广泛用于有机卤化物(R-X)的合成，但它们仍具有以下一个或多个限制：(1)需要使用危险和有毒的X₂(X＝Br，Cl)作为卤化剂；(2)需要化学计量的添加剂/外源氧化剂；(3)需要金属盐作为催化剂；(4)需要导向基团的协助；(5)必须对每种类型的底物采用不同的，通常量身定制的催化体系；(6)苛刻的反应条件。因此，探索一种在无金属催化剂和无外源性氧化剂的条件下用无毒和绿色卤化剂合成各种有机卤化物(R-X)的有效且通用的方法是十分必要的。

喹啉是氮杂环中一类非常重要的化合物，尤其在制药工业中有广泛的应用。而且，它们也是许多天然产物和生物活性药物结构的母核，比如喹啉、氯喹、骆驼宁碱A、喜树碱。经过药物学家们的不断研究，大量的喹啉类衍生物被合成出来，而且它们具有广泛的生物活性，例如，抗疟疾、抗菌、抗炎症、抗肿瘤、抗糖尿病、抗哮喘、抗高血压、抗阿尔兹海默综合症、抗血小板积聚、抗HIV等活性。另外，它们在有机材料中也有广泛应用。因此，在喹啉环上进行卤化修饰成为改良喹啉活性以及开发多种含喹啉结构新药的重要手段。近年来，在喹啉环上引入卤素基团引起广泛的关注，现阶段的方法大多采用过渡金属催化来实现卤代喹啉的制备。然而这种方法不仅成本高昂，反应选择性也较差，难以实现工业放大。因此，开发一类实用有效且对环境友好的方法来合成这类化合物是非常有价值的。在这方面，电化学提供了一种理想的替代方法。特别是作为化学氧化剂的理想替代品，电化学阳极氧化为C-H官能化提供了一种有效且对环境无害的合成方法。但是电化学同样存在着难以放大的瓶颈，因此我们设计了连续流微反应器将其与电化学相结合，不仅高效的完成了氯代喹啉的制备也为工业放大提供了一种有效的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用电化学微通道反应装置利用喹啉氮氧化物为原料在无过渡金属参与下连续制备C-2位氯取代喹啉的绿色环保的方法，以解决现有技术中成本高昂，过渡金属残留，选择性不好以及难以工业放大等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用电化学微通道反应装置连续制备C-2位氯取代喹啉的方法，包括如下步骤：

(1)组装电化学微通道反应装置：将固定有阳极电极片的钛合金底座固定于反应槽底部，将固定有阴极电极片的钛合金底座置于反应槽上部，用不导电材质的螺杆固定阳极电极片和阴极电极片，并分别与可调直流电源连接，微通道反应器设置于阳极电极片和阴极电极片之间；

(2)将喹啉氮氧化物、氯化试剂溶解在混合溶剂中制成均相溶液I；

(3)将步骤(2)制得的均相溶液I利用注射泵以单股进样方式通入步骤(1)所述的电化学微通道反应装置的微通道反应器中；

(4)打开电源，调节电流，待其稳定后，从反应模块出口处收集产物即为C-2位氯代喹啉；

反应式为：