本发明专利技术涉及一种喹(喔)啉‑2‑甲醛类化合物的制备方法：将式(Ⅱ)所示的2‑甲基喹(喔)啉溶于有机溶剂中，加入铁盐，在微波辅助下，于100～180℃条件下反应完全，反应液后处理，得式(Ⅰ)所示的喹(喔)啉‑2‑甲醛类化合物，所述铁盐与2‑甲基喹(喔)啉类化合物的投料物质的量比为0.5～3.5:1。式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的R同时为氢，或氢被C1‑C8的烷基、C1‑C8的烷氧基、硝基或卤素单取代或多取代，取代基个数为n，式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的X同时为碳或氮。本发明专利技术反应时间短，反应温度低，反应适用范围广，反应选择性好，所用催化剂廉价无毒，操作简便，符合绿色化学的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种喹(喔)啉-2-甲醛类化合物的化学合成方法，具体地说，涉及式(Ⅰ)所示的喹(喔)啉-2-甲醛类化合物的制备方法，属于有机合成领域。
技术介绍
喹(喔)啉-2-甲醛及其衍生物，作为一类重要的喹(喔)啉类化合物，在药物、材料等多个领域内都有广泛应用。第一个上市治疗艾滋病的蛋白酶抑制剂沙奎那韦、哮喘药孟鲁司特钠、多种具有抗肿瘤、抗疟疾、抗结核、抗癫痫等活性的化合物均可以喹(喔)啉-2-甲醛作为中间体合成。此外，喹(喔)啉醛衍生物及其配合物具有独特的共轭结构，可用于制备优良的发光材料及荧光探针。因喹(喔)啉环上氮原子的吸电子效应，降低了喹(喔)啉环的亲电反应活性，且该氮原子易质子化不易溶于有机溶剂，导致在喹(喔)啉环上更难发生亲电取代反应。喹(喔)啉-2-甲醛的合成难度较大，主要通过直接氧化法、间接氧化法、自由基反应等方法制备。很多文献报道了喹啉-2-甲醛类衍生物的合成方法，如1972年Muth等人以2-甲基喹啉为起始原料，先与乙酸酐发生缩合反应，然后水解、氧化缩合制得喹啉-2-甲醛(J.Hex.Chem.,1972,9: 1299-1304)，该反应使用了双氧水作为氧化剂，绿色环保，产物易于分离，但步骤繁琐，总收率不高。1986年Giordanoh等人报道了以喹啉和三聚甲醛为原料，在叔丁醇过氧化氢(TBHP)与Fe2+的作用下，发生自由基缩合反应得到三聚甲醛衍生物，继续在酸性条件下水解得到喹啉-2-甲醛(J.Org.Chem.,1986,51(4):536-537)，该氧化方法选择性差，在喹啉的2位及4位均会发生反应。1996年Achremowicz等人通过二氧化硒氧化2-甲基喹啉一步制得喹啉-2-甲醛(Synthetic Commun.,1996,26(9):1681-1684)，该方法选择性不好，当喹啉环的2～7位任意位置有甲基时，均可不同程度地被氧化为相应的醛。此外，二氧化硒为剧毒物质，环境污染严重，应用受到限制。还有很多其他的方法，但大部分方法的反应条件都比较苛刻，使用试剂价格昂贵。因此，有必要开发一条反应时间短、选择性好、环境友好的新颖合成路线。本专利技术提出了一种高效合成喹(喔)啉-2-甲醛类化合物的新方法，具有选择性高、催化剂易得价廉、操作简便等优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简便高效制备喹(喔)啉-2-甲醛类化合物的新方法。本专利技术合成路线如下：为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种喹(喔)啉-2-甲醛类化合物的化学合成方法，所述化学合成方法按如下步骤进行：将式(Ⅱ)所示的2-甲基喹(喔)啉溶于有机溶剂中，加入铁盐，在微波辅助下，于100～180℃条件下反应完全，TLC跟踪检测，反应完毕后反应液后处理，得式(Ⅰ)所示的喹(喔)啉-2-甲醛类化合物，所述铁盐与2-甲基喹(喔)啉类化合物的投料物质的量比为0.5～3.5:1；式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的R同时为氢，或氢被C1-C8的烷基、C1-C8的烷氧基、硝基或卤素单取代或多取代，取代基个数为n，n为1或2，式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的X同时为碳或氮。式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的X同时优选为碳。所述式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的R优选为氢，或氢被甲基、甲氧基、硝基或卤素单取代。本专利技术所述的铁盐为FeSO4、FeCl2、FeCl3、FeCl3·6H2O、Fe(NO3)3或Fe(NO3)3·9H2O，优选为三价铁盐如FeCl3、FeCl3·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O等，特别优选三价铁盐为FeCl3。进一步，本专利技术所述的铁盐与2-甲基喹(喔)啉类化合物的投料物质的量比优选为1.0～2.5:1。再进一步，本专利技术所述的有机溶剂为二甲基亚砜、甲苯、二氧六 环、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或丙酮，优选为二甲基亚砜。更进一步，本专利技术所述的有机溶剂的体积用量以所述的式(Ⅱ)所示的2-甲基喹(喔)啉的物质的量计为5～30mL/mmol，优选为10～15mL/mmol。本专利技术所述的微波功率为150W。本专利技术所述的反应，反应时间为：3～40min。本专利技术所述的反应推荐在130～150℃条件下反应5～20min。本专利技术所述的喹(喔)啉-2-甲醛类化合物的化学合成方法，特别推荐所述的喹(喔)啉-2-甲醛类化合物为下列之一：具体的，本专利技术所述的反应液后处理方法为：反应完毕后，将反应液过滤，收集滤液倒入饱和NaHCO3水溶液中，混匀静置分层，所得水层用乙酸乙酯多次萃取，合并有机层，取乙酸乙酯层，用无水Na2SO4干燥，浓缩后得浓缩物经正己烷重结晶，得式(Ⅰ)所示的喹(喔)啉-2-甲醛类化合物。通常所述乙酸乙酯的用量与水相的体积比 为1:2，所述的无水Na2SO4的质量与乙酸乙酯的体积比为1:10(g/mL)，重结晶时，所述正己烷的加入量要使浓缩物在回流温度下充分溶解，如在正已烷回流状态下浓缩物还没完全溶解，可在加热过程中继续加入正已烷直至所述的浓缩物全部溶解。本专利技术所得化合物的结构经1H NMR、13C NMR等表征并得以确认。本专利技术技术效果体现在反应时间大大缩短，反应温度降低，反应适用范围广，尤其是反应选择性非常好，比如起始原料是2,3-二甲基喹啉时，只有2-位甲基被氧化，专一性地生成产物3-甲基喹啉-2-甲醛，无3-位氧化产物生成。所用催化剂廉价无毒、操作简便，选择性好，反应迅速，避免使用二氧化硒有毒物质，符合绿色化学的要求。具体实施方式下面以具体的实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明，但本专利技术的保护范围不限于此。实施例1在80mL微波管中加入2-甲基喹啉(0.572g，4mmol)、Fe(NO3)3·9H2O(1.616g，4mmol)和DMSO(40mL)，于CEM Discover微波反应器中于150W下，加热至150℃反应20min。反应结束后冷却至室温，过滤，滤液倒入饱和NaHCO3水溶液中，乙酸乙酯(3×30mL) 萃取，合并有机层，经无水Na2SO4干燥后，减压浓缩，经正己烷(30mL)重结晶，得白色目标产物0.49g，收率78％。熔点：68-69℃((文献70-72℃).1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝10.21(s,1H),8.29(d,J＝8.4Hz,1H),8.23(d,J＝8.4Hz,1H),8.01(d,J＝8.4Hz,1H),7.88(d,J＝8.0Hz,1H),7.83～7.79(m,1H),7.69～7.66(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ192.6,151.9,147.2,136.8,130.0,129.9,129.5,128.7,127.4,116.9.实施例2在80mL微波管中加入2-甲基-6-甲氧基喹啉(0.346g，2mmol)、Fe(NO3)3(0.726g，3mmol)和丙酮(40mL)，于CEM Discover微波反应器中于150W下，加热至160℃反应10min。反应结束后冷却至室温，过滤，滤液倒入饱和NaHCO3水溶液中，乙酸乙酯(3×10mL)萃取，合并有机层，经无水Na2SO4干燥后，减压浓缩，经正己烷(8mL)重结晶，得黄色目标产物0.12g，收率60％。熔点：101-102℃(文献105℃),yield:60％.1H NMR(4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种喹(喔)啉‑2‑甲醛类化合物的制备方法，其特征在于所述制备方法按如下步骤进行：将式(Ⅱ)所示的2‑甲基喹(喔)啉溶于有机溶剂中，加入铁盐，在微波辅助下，于100～180℃条件下反应完全，反应完毕后反应液后处理，得式(Ⅰ)所示的喹(喔)啉‑2‑甲醛类化合物，所述铁盐与2‑甲基喹(喔)啉类化合物的投料物质的量比为0.5～3.5:1；式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的R同时为氢，或氢被C1‑C8的烷基、C1‑C8的烷氧基、硝基或卤素单取代或多取代，取代基个数为n，n为1或2，式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的X同时为碳或氮，
【技术特征摘要】
1.一种喹(喔)啉-2-甲醛类化合物的制备方法，其特征在于所述制备方法按如下步骤进行：将式(Ⅱ)所示的2-甲基喹(喔)啉溶于有机溶剂中，加入铁盐，在微波辅助下，于100～180℃条件下反应完全，反应完毕后反应液后处理，得式(Ⅰ)所示的喹(喔)啉-2-甲醛类化合物，所述铁盐与2-甲基喹(喔)啉类化合物的投料物质的量比为0.5～3.5:1；式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的R同时为氢，或氢被C1-C8的烷基、C1-C8的烷氧基、硝基或卤素单取代或多取代，取代基个数为n，n为1或2，式(Ⅰ)、式(Ⅱ)中的X同时为碳或氮，2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的铁盐为FeSO4、FeCl2、FeCl3、FeCl3·6H2O、Fe(NO3)3或Fe(NO3)3·9H2O。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的铁盐为三价铁盐。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的铁盐与2-甲基喹(喔)啉类化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢媛媛，谢庭辉，黄应益，甘兵，严毅岩，李萍萍，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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