喹烯酮合成工艺的改进

化学通报200年第4期喹烯酮合成工艺的改进唐树和唐树民2孙松华(江苏滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室盐城师范学院应用化学与环境工程研究所盐城240512江苏剑牌农药化工有限公司建湖224003盐城药物化工厂盐城224002)摘要以邻硝基苯胺为起始原料,经过氧化、 Beirut反应、缩合反应3步合成产品唑烯酮,总收率73.4%。产品经HPC分析,质量分数为985%。并通过mp.、 R, H NMR和"CNMR确证其结构。关键词喹烯酮合成工艺 Beirut反应饲料添加剂An Improved Method for Synthesis of QuincetoneJiangsu Provincial Key Laboratory of Coastal Wetland Bioresources and Environmental ProtectionThe Institute of Application Chemistry and Environmental Engineering of Yancheng Teachers College, Yancheng 224051;1 Jiangsu Sword Agrochemicals Co. Ld, Jianhu 224700'Yancheng Medical Chemical Factory, Yancheng 224002)Abstract An improved method for synthesis of quincetonenitroaniline through three steps: oxidation, Beirut reaction and condensation. The overall yield was 73. 4%, and the puritywas 98.5% by HPLC. Furthermore, it was confirmed by analytical and spectral data(m P, IR, H NMR andCNMRSynthesis process, Beirut reaction, Feed ad喹烯酮的化学名称为3甲基-2肉桂酰基喹喔啉-1,4二氧化物(简称MBQO),属国家一类新兽药是一种安全、高效新型的饲料添加药,对畜禽类具有抗菌、止泻促生长作用。喹烯酮的合成方法已有报道口。按照图式1所示的合成线路,3步合成喹烯酮。第一步以邻硝基苯胺为起始原料,氢氧化钠溶液为催化剂,次氯酸钠为氧化剂通过氧化反应制备苯并呋咱1氧化物(1);第二步以碳酸钠做催化剂进行 Beirut反应制备3-甲基-2-乙酰基喹曙啉1,4二氧化物(简称MAQO,2);第三步笔者以碳酸钠代替文献[4]的三乙胺做催化剂,通过缩合反应制备喹烯酮(3)。该工艺反应条件温和原料、溶剂及催化剂易得,成本低,收率高,应用于工业生产可操作性强图式1烯酮的合成Scheme 1 Synthesis o quinocetone1实验部分11主要仪器与试剂Ⅴ ARIAN400MR核磁共振仪,美国Ⅴanan公司; AVATAR360红外分光光度计,美国 Nicolet公司;WATERS600高效液相色谱仪,美国 Waters公司;xP201偏光显微熔点测定仪北京市科仪电光仪器厂,温度计未校正中国煤化工江苏省高校自然科学基础研究项目(08KD15000)资助CNMHG200803-16收橫,2008002接受38化学通报200年第4期邻硝基苯胺(优等品);乙酰丙酮、苯甲醛、甲醇、乙醇、碳酸钠、氢氧化钠、次氯酸钠(分析纯)12苯并呋咱1氧化物(1)的制备在500mL三口烧瓶中依次加入甲醇S0.0g和邻硝基苯胺100.0g,再向其中加入40%氢氧化钠溶液2.5g搅拌升温使之完全溶解。然后缓慢滴加次氯酸钠75.0g(含有效氯5%),约3h滴加完毕。保温2h使反应完全,取样分析(TLC监测,V(甲苯):V(环己烷):V(丙酮)=5:4:1)。向反应液中加水约200mL,析出大量沉淀,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,得橙黄色固体,50℃干燥2h,得到苯并呋咱1-氧化物95.6g,收率为97%。经HPLC测定,质量分数为985%,熔点为70~71℃。1.3MAQO(2)的制备在50m三口烧瓶中加入乙酰丙酮30.0g和甲醇80.0g,再加入上述合成的苯并呋咱1氧化物30g,搅拌使之溶解然后加入3.0g碳酸钠在温度35℃保温15h使反应完全,取样分析(TC监测,V(氯仿):V(石油醚)=1:1)。过滤蒸馏水洗涤沉淀得黄色针状结晶,120℃干燥2h,得到MAQO46.88,收率为89%,略高于文献报道的87%。经HLC测定质量分数为99.0%,熔点152-154℃,与文献报道一致。14MBQO(3)的制备在100mL三口烧瓶中依次加入乙醇30.0g和合成的MAQo5.08,加热溶解。然后,加人碳酸钠20g,滴加苯甲醛5.0g,回流12h,使反应完全,取样分析(TLC监测,V(乙酸乙酯):V(石油醚)=1:1)。过滤,用蒸馏水洗涤沉淀得淡黄色针状结晶,150℃干燥2h,得到产品喹烯酮6.0g,收率85%,略高于文献4报道的83%。产品通过HPC测定,质量分数为985%。熔点187~189℃,与文献[4报道一致采用IR、NMR对目标产物进行结构表征。2结果与讨论2.1喹烯酮的合成第一步以邻硝基苯胺为起始原料采用氢氧化钠溶液为催化剂次氯酸钠为氧化剂,通过氧化反应制备苯并呋咱1氧化物使反应在均相的条件下进行,具有原料易得成本低、收率高等优点。在滴加次氯酸钠溶液前,应先搅拌2h,确保邻硝基苯胺完全溶解防止生成的苯并呋咱1氧化物包裹原料导致产品纯度偏低;应控制滴加速度,确保反应温度在35℃以下,防止次氯酸钠分解、转化率降低以及副产物产生。第二步反应釆用碳酸钠为催化剂,简化了工艺,缩短了反应时间,提高了收率,降低了成本,具有较高的工业应用价值。其中甲醇的用量是影响收率的关键,n(苯并呋咱1氧化物):n(甲醇)=1:10左右较合适,以防MAQO溶解,收率下降B看聪留B6留两3s中国煤化工圈1嚏烯酮的HNMRCNMHG化学通报200年第4期第三步反应釆用碳酸钠替代三乙胺为催化剂,避免了使用会造成环境污染的有机胺。具有成本低、反应条件温和时间短收率和纯度高等优点。该反应在滴加苯甲醛前应升温回流数小时,确保物料完全溶解后再滴加,以提高收率和纯度。2.2喹烯酮的结构表征目标化合物为淡黄色针状晶体。mp.:187-189℃。IR(KBr)y(cm1):1658(C-0),1332(N-0)。细验图2疃烯酮的cNMR谱图Flg. 2C NMR of qubncetooe由图1和图2可见喹烯酮的HNMR和CNMR数据分别如下:HNMR(400MHz,CDC):88.67(d,J=8.4Hz,1H),859(d,J=8.0Hz,1H),784-7.93(m,2H),757~7.61(m,3H),7.26~746(m,3H)7.14(d,J=164Hx,1H),257(8,3H);"CNMR(400MH,CDC3):8186.13,147.66,140.1l139.31,138.20,137.24,133.86,132.80,131.%6,131.71,129.37,124.9%6,120.51,14.14。这些数据进一步证实了喹烯酮的结构。3结语以邻硝基苯胺为起始原料,经过氧化反应制得苯并呋咱1氧化物,收率97%;经 Beirut反应制得中间体MAQO,收率89%;再经缩合反应制得产品喹烯酮收率85%;总收率73.4%。经HPLC分析和熔点测定,质量分数为985%,熔点187℃~189℃。通过IR、HNMR和CNMR确证其结构正确。该工艺具有原料易得、成本低、操作简便,避免使用会造成环境污染的有机胺催化剂反应条件温和、时间短、收率和纯度高等优点应用于工业生产可操作性强。[1]王道坤,兽药与饲料添加剂,2007,12(2):7-8.[2]赵荣材,王玉春徐忠赞等.CN:1197068A,1998-10-28[3]赵荣材,王玉春薛飞群等,CN:17859794,200614[4]戴述诚郭忠东易惠文等,中国鲁药杂志20039(10):42-439%6年10月生于江苏盐城198年毕业于盐城师范学院化学系现系盐城师范学院副教授从事药物合成、废水治理及资源化研究中国煤化工CNMHG