[發明專利]一種制備含氮六元環二甲酸的方法

在審

• 申請號: 201911347608.0
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111004175A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 程春生;魏振云;李全國;孔蓉;汪憲;馬曉華
• 申請（專利權）人: 沈陽化工研究院有限公司
• 主分類號: C07D213/803
• 分類號: C07D213/803;C07D241/24;C07D241/44;C07D215/54;B01J27/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;何薇

本發明涉及化合物制備，具體的說一種由苯并含氮六元環類化合物制備含氮六元環二甲酸的方法。原料化合物與氯酸鈉水溶液在酸性條件下，經催化得得含氮六元環二甲酸；其中，原料為含氮六元雜環苯并環類化合物。本發明反應體系的催化劑低毒、低成本，在后處理步驟中不會產生新的雜質，非常利于放大生產。

技術領域

本發明涉及化合物制備，具體的說一種由苯并含氮六元環類化合物制備含氮六元環二甲酸的方法。

背景技術

含氮六元環二甲酸在醫藥、農藥及染料行業等精細化學品生產過程中有廣泛的應用，是重要的中間體和原料。例如2,3-吡啶二甲酸可用來合成莫西沙星、喹諾酮類抗生素、咪唑啉酮類除草劑等；2,3-吡嗪二甲酸可用于合成抗結核病藥物吡嗪酰胺；2,3-喹啉二甲酸用于咪唑啉酮類除草劑合成；2,3-喹喔啉二甲酸可用于多種配體和醫藥中間體合成等等。

其中吡啶和吡嗪二甲酸的主要合成方法分為氧化和衍生物制備等方法，工業上較多采用氧化的方法，因為原料更易得，且成本更低。目前已經有多種氧化劑氧化方法的報道，如高錳酸鉀、氯酸鈉、雙氧水等。其中高錳酸鉀氧化的副產物會產生二氧化錳，給后處理帶來較大的困難；雙氧水氧化由于雙氧水自身穩定性的原因，對反應原料和反應條件均有應用限制，因此目前應用較多的是使用氯酸鈉為氧化劑進行氧化反應。

如文獻US4754039報道了使用硫酸銅、硫酸和水的體系，向體系中加入原料喹啉和氧化劑氯酸鈉，在98～100℃攪拌17小時后經后處理得到2,3-吡啶二甲酸。

CN201010214694.0報道了以硫酸銅、硫酸和水體系，以喹喔啉為原料，氯酸鈉為氧化劑，50℃加入氯酸鈉，然后80℃保溫10小時，得到2,3-吡嗪二甲酸。

CN201010275153.9報道了硫酸銅、硫酸和水體系的優化，通過加入催化劑二氯化釕或三氯化釕，使得氧化劑氯酸鈉改為滴加，反應過程更加安全，避免長時間保溫。

CN201811067754.3報道了以Mn-TCPP為催化劑，硫酸銅、硫酸和水體系的反應，同樣得到了2,3-吡啶二甲酸。

喹啉和喹喔啉二甲酸的主要合成方法報道較少。僅檢索到1978年Meineke等人報道的以吩嗪為原料，經臭氧氧化制得2,3-喹喔啉二甲酸。

1963年Emil J.Moriconi等人報道的以氮雜蒽為原料，經臭氧和雙氧水氧化制得2,3-喹啉二甲酸。

結合現有報道，吡啶和吡嗪二甲酸的早期合成報道雖然以氯酸鈉為氧化劑，但氯酸鈉在初始階段轉化率非常低，存在原料累積和熱累積，待經歷誘導期后氯酸鈉才與原料進行反應，且反應時間較長，存在較大的安全隱患。因此解決氯酸鈉體系存在誘導期、且誘導后反應時間長等問題，成為該類化合物合成方法的關鍵點。喹啉和喹喔啉二甲酸雖然具有類似結構，但相關報道較少。

發明內容

本發明目的在于一種由苯并含氮六元環類化合物制備含氮六元環二甲酸的方法。以氯酸鈉為氧化劑，通過加入鹵素氧化物為催化劑，消除反應的誘導期，減少反應時間和熱累積現象，實現反應的安全可控。同時本發明的反應體系可用于合成喹啉和喹喔啉二甲酸類化合物，具有良好的選擇性。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種制備含氮六元環二甲酸的方法，原料化合物與氯酸鈉水溶液在酸性條件下，經催化得得含氮六元環二甲酸；其中，原料為含氮六元雜環苯并環類化合物。

所述含氮六元雜環苯并環類化合物為喹啉、喹喔啉、吩嗪、氮雜蒽。

本發明可進一步應用于下述反應方，反應式(方程式中R為苯環或萘環)如下：