СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2- И 2,3-ЗАМЕЩЕННЫХ ХИНОЛИНОВ Российский патент 2014 года по МПК C07D215/04 

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, в частности, к способу получения замещенных хинолинов.

Хинолин и его производные широко используются для получения ингибиторов кислотной коррозии металлов. Замещенные хинолины входят в состав высокоэффективных антималярийных, противосудорожных и антибактериальных лекарственных препаратов [Larsen R.D., Corley E.G., King A.O., Carrol J.D., Davis P., Verhoeven T.R., Reider P.J., Labelle M., Gaunthier J.Y., Xiang Y.B., Zamboni R.J. II]. Org. Chem. 1996, 61, 3398-3405; Chen Y.-L., Fang K.-C., Sheu J.-Y., Hsu S.-L., Tzeng C.-C. // J. Med. Chem. 2001, 44, 2374-2377; Roma G., Braccio M.D., Grossi G., Mattioli F., Ghia M. // Eur. J. Med. Chem. 2000, 35, 1021-1035; Dube D., Blouin M., Brideau C., Chan C.-C., Desmarais S., Ethier D., Falgueyret J.P., Friesen R.W., Girard M., Girard Y., Guay J., Riendeau D., Tgari P., Young R.N. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1988, 8, 1255-1260; Maguire M.P., Sheets K.R., McVety K., Spada A.P., Zilberstein, A. // J. Med. Chem. 1994, 37, 2129-2137].

Большинство методов получения замещенных хинолинов основано на реакциях доступных анилинов с различными органическими субстратами под действием металлокомплексных катализаторов.

Так, реакцией анилина с этиленом в присутствии катализатора RhCl₃·3H₂O - PPh₃ были синтезированы 2-метилхинолин (I) и N-этиланилин (II). При использовании в качестве катализатора PdCl₂ - PPh₃ основным продуктом реакции становится 2-метилхинолин (I) [Diamond S.E., Szalkiewicz, Frank Mares // J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 490-491].

Недостатки метода:

1. Применение дорогостоящих родиевых и палладиевых катализаторов.

2. Жесткие условия реакции: 200ºС, и значительная длительность - 72 ч.

3. Необходимость выполнения работ под давлением 100 атм.

4. Низкий выход 2-метилхинолина (I).

2-Этил-3-метилхинолин (III) с выходом 51% получают реакцией анилина с триаллиламином под действием рутенийсодержащего катализатора, активированного с помощью SnCl₂·2H₂O и PPh₃ в среде диоксана. В качестве побочных продуктов образуются N-пропиланилин (IV) и N-аллиланилин (V) суммарный выход которых составляет 21%. В отсутствие SnCl₂·2H₂O выход 2-этил-3-метилхинолина (I) не превышает 4%. [Cho C.S., Oh B.H., Shim S.C. // Tetrahedron Lett. 1999, 40, 1499-1500].

В работе [Cho C.S., Oh B.H., Kim J.S., Kim T.-J., Shim S.C. // Chem. Commun. 2000, 1885-1886] замещенные хинолины были получены взаимодействием анилина с триалкиламинами под действием каталитической системы RuCl₃·2H₂O - Ph₂P(Ch₂)₃PPh₂ - SnCl₂·2H₂O в присутствии гексена-1, играющего роль акцептора водорода.

В работе [Anguille S., Brunet J.-J., Chu N.C., Diallo 0., Pages C., Vincendeau S. // Organometallics. 2006, 25, 2943-2948] осуществлен синтез 2-пропил-3-этилхинолина (VI) реакцией анилина с трибутиламином Bu₃N под действием бромида платины (II). Присутствие в реакционной массе 1-гексена (акцептор водорода) и Bu₄PBr (промотор) способствует увеличению выхода замещенного хинолина (VI).

Анилин реагирует с хлоридом диаллилдипропиламмония в водно-диоксановой среде в присутствии каталитических количеств RuCl₂(PPh₃)₃ и SnCl₂·2H₂O с образованием 2-этил-3-метилхинолина (III). Предполагается, что SnCl₂·2H₂O катализирует стадию аллирования анилина [Cho C.S., Kim J.S., Oh B.H., Kim T.-J., Shim S.C., YoonN.S. // Tetrahedron. 2000, 56, 7747-7750].

Недостатки методов:

1. Применение дорогостоящих платиновых и рутениевых катализаторов.

2. Необходимость использования вспомогательных реагентов n-Bu₄PBr и SnCl₂·2H₂O, причем последний применяется в эквимолярном количестве по отношению к анилину.

3. Низкий выход (III) из-за полимеризации хлорида диаллилпропиламмония.

4. Значительные трудности при выделении целевого продукта из-за неселективности реакции.

В работе [Brunet J.-J., Chu N.C., Diallo O., Vincendeau S. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2005, 240, 245-248] показано, что при взаимодействии гексина-1 с анилином в присутствии PtBr₂ (350:700:1) в качестве побочного продукта образуется 2-пентил-3-бутилхинолин (VIII).

Недостатки метода:

1. Использование дорогостоящего платинового катализатора и дефицитного реагента гексина-1.

2. Низкий выход 2-пентил-3-бутилхинолина (VIII) и значительные трудности при выделении целевого продукта смеси изомеров, что обусловлено низкой селективностью реакции.

2,3-Алкилзамещенные хинолины были получены из N,N-диллиланилинов под действием 10% дикобальтоктакарбонила Со₂(СО)₈ в присутствии СО (1 атм). Оксид углерода необходим для стабилизации Со₂(СО)₈ в условиях реакции [Jacob J., Jones W.D. // J. Org. Chem. 2003, 68, 3563-3568].

Недостатки метода:

1. Труднодоступность и дороговизна исходных реагентов и катализатора Со₂(СО)₈.

2. Необходимость проведения реакции в атмосфере оксида углерода.

3. Большой расход катализатора (1:10).

Анилин взаимодействует с 2-пропен-1-олом и 2-бутен-1-олом при 180ºС с образованием производных хинолина в присутствии комплексов рутения [Watanabe Y., Tsuji Y., Ohsugi Y., Shida J. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1983, 56, 2452-2457].

Недостатки метода:

1. Труднодоступность и дороговизна рутенийсодержащих катализаторов.

2. Низкая селективность реакции.

3. Необходимость использования нитробензола для связывания водорода. 2-Пропил-3-этилхинолин (VI) с выходом 70% получен взаимодействием анилина с бутаналем-1 в присутствии кислорода, который совместно с диметилсульфоксидом играет роль дегидрирующего агента [Tanaka S., Yasuda M., Baba A. // J. Org. Chem. 2006, 71, 800-803].

В работе [Watanabe Y., Tsuji Y., Ohsugi Y., Shida J. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1983, 56, 2452-2457] замещенные хинолины получены взаимодействием анилина с альдегидами под действием рутениевых катализаторов.

Авторами работы [Булгаков Р.Г., Кулешов С.П., Махмутов P.P., Джемилев У.М. // ЖОрХ. 2009, т.45.6, 956-957] был получен 2-пропил-3-этилхинолин из анилина и н-бутаналя под действием катализаторов LnCl₃·6H₂O.

Недостатки методов:

1. Использование дорогостоящего лантанидного катализатора и дефицитных, склонных к окислению альдегидов.

2. Образование трудноразделимой смеси продуктов (VI), (VII).

В работе [Булгаков Р.Г., Кулешов С.П., Вафин P.P., Джемилев У.М. Способ получения 2-пропил-3-этилхинолина. Патент РФ №2409567. Б.И. №2 от 20.01.11] в качестве катализатора синтеза 2-пропил-3-этилхинолина (VI) конденсацией анилина с масляным альдегидом предложено использовать FeCl₃·6H₂O. Реакция проходит в мягких условиях (20ºС, 10 мин) и приводит к образованию продукта (VI) с выходом 94%

По сходству 3 признаков (использование в качестве исходного соединения анилина, в качестве катализатора FeCl₃·6H₂O, образование хинолина (VI) данный способ взят нами за прототип.

Прототип имеет следующие недостатки:

1. Использование в качестве исходного соединения альдегида, который склонен к реакциям автоконденсации и окислению на воздухе.

2. Введение дополнительного реагента - использование избытка растворителя ([анилин]:[растворитель]=1:5) канцерогенного и токсичного ДМФА или этанола.

3. Предложенный метод опробирован только на N-бутанале, границы применимости реакции не исследованы на примере других альдегидов.

4. Большой расход катализатора ([FeCl₃·6H₂O]:[анилин]=1.2:45).

Авторами предлагается новый способ получения 2- и 2,3-замещенных хинолинов, не имеющий вышеперечисленных недостатков.

Задачей предполагаемого изобретения является удешевление себестоимости конечного продукта за счет использования доступных исходных реагентов - анилина и алифатических спиртов.

Сущность способа заключается во взаимодействии анилина со спиртами R'OH (где R'=C₂H₅, н-C₃H₇, н-C₄H₉) в присутствии катализатора FeCl₃·6H2O, при 140ºС в среде CCl₄ в течение 2-8 часов. Реакция проводится путем 1-3-х этапной загрузки исходных реагентов, при мольном соотношении [катализатор]:[анилин]:[CCl₄]:[R'OH]=1:100:100:200.

Существенные отличия предлагаемого способа от прототипа.

1. Исходным сырьем для получения 2- и 2,3-замещеннных хинолинов являются:

анилин и алифатический спирт, а реакции проходят в присутствии катализатора FeCl₃·H₂O в среде CCl₄.

Преимущества предлагаемого метода

1. Доступность и дешевизна исходных реагентов - анилина, CCl₄, спиртов и катализатора FeCl₃·6H₂O и удешевление себестоимости и упрощение технологии.

2. Высокая селективность реакции и отсутствие в реакционной массе побочных продуктов - N-алкиланилинов.

3. Отсутствие побочных продуктов облегчает выделение и очистку целевых 2- и 2,3-диалкилзамещенных хинолинов.

4. Высокий выход 2- и 2,3-диалкилзамещенных хинолинов (52-96%).

Предлагаемый способ поясняется примерами:

ПРИМЕР 1. Получение 2-этил-3-метилхинолина

В ампулу в токе аргона загружали 3 мг (0.5 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.2 мл (100 ммоль) анилина, 0.1 мл (50 ммоль) CCl₄ и 0.16 мл (100 ммоль) н-PrOH. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 1), затем автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворитель отгоняли, остаток помещали в ампулу и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.5 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (50 ммоль) CCl₄ и 0.16 мл (100 ммоль) н-PrOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 2). После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворители отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом. Конверсия исходного анилина составила 79%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 62%.

Строение полученного 2-этил-3-метилхинолина (1б) доказано методами ЯМР, масс-спектрометрии, а также сравнением с известными образцами и справочными данными.

2-этил-3-метилхинолин (Iб)

Маслянистая желтая жидкость. Т. кип.97-99ºС/2 мм рт.ст.(Т кип.73-83ºС/0.57 мм рт.ст., 84-85ºС/0.35 мм рт.ст. [Watanabe Y., Tsuji Y., Ohsugi Y. // Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667]. Спектр ЯМР ¹³C (δ, м.д.): 12.79 (СН₂ СН₃), 18.57 (СН₃), 29.43 (СН₂), 125.55 (С⁷), 126.70 (С⁵), 127.31 (C^4a), 128.24(С⁶), 128.53 (С⁸), 129.32(С³), 135.63 (С⁴), 146.68 (C^8a), 163.15 (С²). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д.): 1.38 т (3Н, СН₃, J 7 Гц), 2.38 с (3Н, СН₃), 2.96 к (2Н, СН₂, J 7 Гц), 7.40 т (1Н, C⁷H, J 8 Гц), 7.58 т (1Н, C⁶H, J 8 Гц), 7.62 д (1Н, C⁵H, J 8 Гц), 7.70 с (1Н, C⁴H, J 7 Гц), 8.06 д (1Н, C⁸H, J 8 Гц). Масс-спектр, m/z (I_отн. (%)): 171.23[M⁺]. Найдено, %: С 84.22; Н 7.63; N 8.15. C₁₂H₁₃N. Вычислено, %: С 84.17; Н 7.65; N 8.18.

ПРИМЕР 2. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 1, за исключением: продолжительность этапа 2 составила 2 ч. Конверсия исходного анилина 96%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 81%.

ПРИМЕР 3. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 1, за исключением: продолжительность этапа 2 составила 3 ч. Конверсия исходного анилина 93%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 75%.

ПРИМЕР 4. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 1, за исключением: продолжительность этапа 1 составила 2 ч. Конверсия исходного анилина 90%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 80%.

ПРИМЕР 5. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 1, за исключением: продолжительность этапа 1-2 ч, этапа 2-2 ч. Конверсия исходного анилина составила 97%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 87%.

ПРИМЕР 6. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 1, за исключением: продолжительность этапа 1-2 ч, этапа 2-3 ч. Конверсия исходного анилина составила 90%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 72%.

ПРИМЕР 7. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 1, за исключением: продолжительность этапа 1-3 ч, этапа 2-1 ч. Конверсия исходного анилина составила 80%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 60%.

ПРИМЕР 8. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 1, за исключением: продолжительность этапа 1-3 ч, этапа 2-2 ч. Конверсия исходного анилина составила 93%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 69%.

ПРИМЕР 9. Получение 2-метилхинолина

В ампулу в токе аргона загружали 3 мг (0.5 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.2 мл (100 ммоль) анилина, 0.1 мл (50 ммоль) CCl₄ и 0.12 мл (100 ммоль) ЕtOН. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 2 ч (этап 1), затем автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворитель отгоняли, остаток помещали в ампулу и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.5 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (50 ммоль) CCl₄ и 0.12 мл (100 ммоль) EtOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 2 ч (этап 2). После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворители отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом. Конверсия исходного анилина составила 100%, выход 2-метилхинолина (Iа) - 94%.

Строение полученного 2-метилхинолина (Iа) доказано методами ЯМР, масс-спектрометрии, а также сравнением с известными образцами и справочными данными.

2-метилхинолин (Iа)

Маслянистая желтая жидкость. Т кип.80-81ºС/2 мм рт.ст. (Т кип. 248ºС, 105-107ºС/10 мм рт.ст. [Aldrich. Catalog handbook of fine chemicals. 2007-2008, 824]. Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д.): 25.12 (СН₃), 121.74(С³), 125.45(С⁶), 126.32 (C^4a), 127.37 (С⁵), 128.80 (С⁸), 129.19 (С⁷), 135.84 (С⁴), 147.76 (C^8a), 158.67 (С²). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д.): 2.78 с (3Н, СН₃), 7.22 д (1Н, C³H, J 8 Гц), 7.68 т (1Н, C⁷H, J 4 Гц), 7.46 т (1Н, C⁶H, J 6.4 Гц), 7.73 д (1Н, C⁵H, J 9.2 Гц), 7.91 д (1Н, C⁴H, J 9.2 Гц), 7.91 д (1Н, C⁸H, J 9.2 Гц). Масс-спектр, m/z (I_отн. (%)): 143.18[М]⁺(100), 128 (20), 115 (22), 101 (5), 89 (4), 75 (5), 51 (4). Найдено, %: С 83.92; Н 6.33; N 9.75. C₁₀H₉N. Вычислено, %: С 83.88; Н 6.34; N 9.78.

ПРИМЕР 10. Получение 2-пропил-3-этилхинолина

В ампулу в токе аргона загружали 3 мг (0.5 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.2 мл (100 ммоль) анилина, 0.1 мл (50 ммоль) CCl₄ и 0.2 мл (100 ммоль) н-BuOH. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 2 ч (этап 1), затем автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворитель отгоняли, остаток помещали в ампулу и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.5 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (50 ммоль) CCl₄ и 0.2 мл (100 ммоль) н-BuOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 2 ч (этап 2). После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворители отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом. Конверсия исходного анилина составила 90%, выход 2-пропил-3-элилхинолина (Iв) - 81%.

Строение полученного 2-пропил-3-этилхинолина (Iв) доказано методами ЯМР, масс-спектрометрии, а также сравнением с известными образцами и справочными данными.

2-пропил-3-этилхинолин (Iв)

Маслянистая желтая жидкость. Т кип. 99-100ºС/0.5 мм рт.ст., Т кип.118ºС/1 мм рт.ст.[Watanabe Y., Shim S.C., Mitsudo T. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1981, 54, 3460], 92ºC/0.3 мм рт.ст. [Watanabe Y., Tsuji Y., Ohsugi Y. // Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667]. Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д.): 14.39 ((СН₂)₂ СН₃), 14.46 (СН₂ СН₃), 22.88 (CH₂ CH₂CH₃), 25.16 (СН₂СН₃), 37.75 (СН₂СН₂СН₃), 125.57 (С⁷), 126.94(С⁵), 127.50 (C^4a), 128.35 (С⁸), 128.44 (С⁶), 129.21 (С⁴), 133.88 (С³), 146.44 (C^8a), 162.04 (С²). Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д.): 0.97 т (3Н, СН₃, J 7.2 Гц), 1.11 т (3Н, СН₃, J 7.2 Гц), 1.8-1.9 м (2Н, СН₂СН ₂СН₃), 2.82 к (2Н, СН ₂СН₃, J 7.2 Гц), 2.99 т (2Н, CH ₂CH₂CH₃, J 8 Гц), 7.44 т (1Н, С⁷Н, J 7.6 Гц), 7.62 т (1Н, C⁶H, J 7.2 Гц), 7.72 д (1Н, C⁵H, J 7.6 Гц), 7.84 с (1Н, C⁴H), 8.08 д (1Н, C⁸H, J 8 Гц).

Масс-спектр, m/z (I_отн. (%)): 199.28[М]⁺. Найдено, %: С 84.47; Н 8.48; N 7.05. C₁₄H₁₇N. Вычислено, %: С 84.37; Н 8.60; N 7.03.

ПРИМЕР 11. Получение 2-этил-3-метилхинолина

В ампулу в токе аргона загружали 4 мг (0.33 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.4 мл (100 ммоль) анилина, 0.14 мл (33.3 ммоль) CCl₄ и 0.22 мл (66.6 ммоль) н-PrOH. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 1), затем автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 4 мг (0.33 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.14 мл (33.3 ммоль) CCl₄ и 0.22 мл (66.6 ммоль) н-PrOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 2).

Далее снова автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 4 мг (0.33 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.14 мл (33.3 ммоль) CCl₄ и 0.22 мл (66.6 ммоль) н-PrOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 3). После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворитель отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом. Конверсия исходного анилина составила 74%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 56%.

ПРИМЕР 12. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 11, за исключением: продолжительность этапа 1 - 2 ч, этапа 2 - 2 ч, этапа 3 - 2 ч. Конверсия исходного анилина составила 72%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 52%.

ПРИМЕР 13. Получение 2-этил-3-метилхинолина

В ампулу в токе аргона загружали 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.4 мл (100 ммоль) анилина, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.18 мл (50 ммоль) н-PrOH. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 1), затем автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.18 мл (50 ммоль) н-ProH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 2). После завершения второго этапа автоклав снова охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.18 мл (50 ммоль) н-PrOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС течение 1 ч (этап 3), далее автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали, растворители отгоняли. Остаток помещали в ампулу и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.18 мл (50 ммоль) н-PrOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС течение 1 ч (этап 4). После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворители отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом. Конверсия исходного анилина составила 100%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 91%.

ПРИМЕР 14. Получение 2-этил-3-метилхинолина

Аналогично примеру 13, за исключением: продолжительность этапа 1 - 2 ч, этапа 2 - 2 ч, этапа 3 - 2 ч, этапа 4 - 2 ч. Конверсия исходного анилина составила 100%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 95%.

ПРИМЕР 15. Получение 2- метилхинолина

В ампулу в токе аргона загружали 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.4 мл (100 ммоль) анилина, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.12 мл (50 ммоль) EtOH. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 1), затем автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.12 мл (50 ммоль) EtOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 2). После второго этапа автоклав снова охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.12 мл (50 ммоль) EtOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС течение 1 ч (этап 3), далее автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали, растворители отгоняли. Остаток помещали в ампулу и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.12 мл (50 ммоль) EtOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС течение 1 ч (этап 4). После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворители отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом. Конверсия исходного анилина составила 100%, выход 2 метилхинолина (Iа)-96%.

ПРИМЕР 16. Получение 2-пропил-3-этилхинолина

В ампулу в токе аргона загружали 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.4 мл (100 ммоль) анилина, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.2 мл (50 ммоль) н-BuOH. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 1), затем автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.2 мл (50 ммоль) н-BuOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч (этап 2). После второго этапа автоклав снова охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.2 мл (50 ммоль) н-BuOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС течение 1 ч (этап 3), далее автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали, растворители отгоняли. Остаток помещали в ампулу и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.2 мл (50 ммоль) н-BuOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС течение 1 ч (этап 4). После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворители отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом. Конверсия исходного анилина составила 91%, выход 2-пропил-3-этилхинолина (Iв) - 84%.

ПРИМЕР 17. Получение 2-этил-3-метилхинолина

В ампулу в токе аргона загружали 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.4 мл (100 ммоль) анилина, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.18 мл (50 ммоль) н-PrOH. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч, затем автоклав охлаждали до ~20ºС, ампулу вскрывали и добавляли новую порцию реагентов: 3 мг (0.25 ммоль) FeCl₃·6H₂O, 0.1 мл (25 ммоль) CCl₄ и 0.18 мл (50 ммоль) н-PrOH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140ºС в течение 1 ч. Аналогично описанному выше провели дробное добавление реагентов еще в 2 этапа. После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na₂CO₃ (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворители отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом. Конверсия исходного анилина составила 89%, выход 2-этил-3-метилхинолина (Iб) - 70%.

Настоящее изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 2- и 2,3-замещенных хинолинов, заключающемуся во взаимодействии анилина с алифатическими спиртами в присутствии катализатора FeCl₃·6H₂O в среде четыреххлористого углерода, при 140°C в течение 2-8 часов, путем 1-3-этапной загрузки исходных реагентов, при мольном соотношении [катализатор]:[анилин]:[CCl₄]:[ROH]=1:100:100:200. Технический результат: удешевление себестоимости конечного продукта за счет использования доступных исходных реагентов - анилина и алифатических спиртов, CCl₄, и катализатора FeCl₃·6H₂O. 17 пр.

Способ получения 2- и 2,3-замещенных хинолинов формулы

характеризующийся тем, что анилин подвергают взаимодействию со спиртами R'OH (где R'=C₂H₅, н-C₃H₇, н-C₄H₉), CCl₄ в присутствии катализатора FeCl₃·6H₂O, при температуре 140°C в течение 2-8 ч, путем 1-3-х этапной загрузки исходных реагентов, при мольном соотношении [катализатор]:[анилин]:[CCl₄]:[R'OH]=1:100:100:200.