[發明專利]一種喹啉-2-羧酸的制備方法

在審

• 申請號: 201410584226.0
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104311483A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 白金泉;吳翠敏;李建榮;謝亞勃;侯巍巍;郭瑞梅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C07D215/48
• 分類號: C07D215/48
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種喹啉-2-羧酸的制備方法，屬于喹啉-2-羧酸的制備技術領域。

背景技術

喹啉-2-羧酸，又名喹哪啶酸，是一種重要的有機合成中間體，它應用于醫藥、農藥、有機化學等重要的領域。目前喹啉-2-羧酸的合成方法大致分為三類：化學合成法、化學氧化法、催化氧化法。

An-Hu?Li等(Organic&Biomolecular?Chemistry,2007,5(1):61～64)報道了一種以鄰硝基苯甲醛和丙酮酸甲酯經還原、環化、水解等步驟一鍋法合成喹啉-2-甲酸的方法。該方法是以鄰硝基苯甲醛和丙酮酸甲酯為原料，把一定比例鐵粉加入到5mol％鹽酸水溶液，在乙醇中回流30～40min，這是還原反應過程；之后，加入氫氧化鉀粉末，在回流下再攪拌40～60min后，縮合反應完成。將這個典型的水溶液通過用凝膠色譜法或者通過重結晶，得到喹啉-2-羧酸產品。這個方法雖然操作簡單，但存在著鄰硝基苯甲醛和丙酮酸甲酯未能充分反應，原因為在鐵粉的還原下，鄰硝基苯甲醛未能完全轉化為鄰氨基苯甲醛，嚴重影響產物的收率。

Jampilek?Josef等(Medicinal?Chemistry,2005,l(6):591-599)報道了一種以2-甲基喹啉為原料，二噁烷為溶劑，經二氧化硒氧化制備喹啉-2-羧酸的方法。該方法，首先把一定量的二噁烷和二氧化硒混合回流8h，冷卻后，將溶液蒸發，殘余物用EtOAc和H₂O萃取，而后，將混合的有機萃取物用無水MgSO₄進行干燥，過濾并在減壓下除去溶劑。將粗產物先用EtOH/H₂O結晶，再用H₂O二次結晶進行純化，最終得到淡黃色結晶化合物，即為喹啉-2-羧酸。此方法二氧化硒作為氧化劑具有良好的選擇性，而氧化后的硒進行氧化再生后可循環使用。缺點是氧化劑價格昂貴，并且氧化劑的循環中要使用硝酸，這就增大了環境污染。

Satoshi?Sakaguchi等(Chem.Commun.2002,180-181)報道了一種在1atm?O₂，110℃的條件下，以2-甲基喹啉為原料，加入10mol％的NO₂和NHPI(N-羥基鄰苯二甲酰亞胺)，喹啉-2-甲酸的選擇性達到70％，收率達到64％。此種空氣氧化法雖然反應不產生環境污染，但反應條件通常較為苛刻，如高溫、高壓、較長的反應時間。

綜上所述，目前喹啉-2-羧酸的制備方法主要存在以下問題：

(1)反應中原料和中間產物殘留過多，嚴重影響產物的收率，并且增加了反應結束后分離純化產物的難度，同時加大了實驗的操作難度；

(2)反應中所使用的氧化劑價格昂貴，并且回收利用過程中，增大了環境污染；

(3)反應需要高溫高壓的反應條件苛刻，大大增加了能耗和操作的危險性。

目前采用金屬卟啉催化氧氣氧化2-甲基喹啉制備喹啉-2-羧酸的方法尚未見文獻報道。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的缺陷，提供一種喹啉-2-羧酸的制備方法。該方法催化劑用量極少，不用分離和回收，可以自然降解，且活性較高，并反應條件溫和。

本發明所提供的一種喹啉-2-羧酸的制備方法，其步驟為：以2-甲基喹啉為原料，以乙醇或甲醇為溶劑，選用50～120ppm具有式(Ⅰ)或式(Ⅱ)結構的單核金屬卟啉為催化劑，在濃度為0.1～2.0mol/L氫氧化鈉溶液中，通入0.5～2.0MPa氧氣，于40～140℃下反應2～12小時，得到喹啉-2-羧酸。

其中，中心金屬離子M₁或M₂為鐵、鈷、錳、銅或鋅，配位基X為鹵素，取代基R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₂₁、R₂₂或R₂₃為氫、鹵素、硝基、羥基、C_1～3烷氧基或C_1～3烷基。

在上述方法中，中心金屬離子M₁或M₂優選鈷、鐵或錳。

在上述方法中，R₁₁、R₁₂或R₁₃優選甲氧基、硝基或氯。

在上述方法中，配位基X優選氯。

在上述方法中，催化劑用量優選80～100ppm。

在上述方法中，氫氧化鈉濃度優選0.8～1.8mol/L。