RU2831364C1 - Method of producing 2,4-dimethylquinoline - Google Patents
Method of producing 2,4-dimethylquinoline Download PDFInfo
- Publication number
- RU2831364C1 RU2831364C1 RU2024110851A RU2024110851A RU2831364C1 RU 2831364 C1 RU2831364 C1 RU 2831364C1 RU 2024110851 A RU2024110851 A RU 2024110851A RU 2024110851 A RU2024110851 A RU 2024110851A RU 2831364 C1 RU2831364 C1 RU 2831364C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aminoacetophenone
- dimethylquinoline
- acetone
- catalyst
- zeolites
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 2,4-диметилхинолина (1).The invention relates to the field of organic chemistry, in particular to a method for producing 2,4-dimethylquinoline ( 1 ).
2,4-Диметилхинолин (1) используется в качестве остова биологически активных соединений в фармацевтической промышленности. Например, замещенные 2,4-диметилхинолины обладают антиоксидантной, антибактериальной, антигрибковой, противомалярийной, противораковой активностями [M. Brahmayya, B. Venkateswara Rao, U. Viplavaprasad, M.V. Basaveswara Rao, K. Raghu Babu, B. Kishore Babu, K. Rajkumara, Ch. Praveen, N. Giribabud, M. Vijaya, Ch. V. Padmarao, N. Srinivasa Rao (2012). J. of Appl. Pharm. Sci., 2 (10), 041-044; Patel, D. B., Darji, D. G., Patel, K. R., Rajani, D. P., Rajani, S. D., & Patel, H. D. (2020). Journal of Heterocyclic Chemistry, 57(3), 1183-1200; Kidwai, M., Bhushan, K. R., Sapra, P., Saxena, R. K., & Gupta, R. (2000). Bioorganic & Medicinal Chemistry, 8(1), 69-72; Temple, K. J., Engers, J. L., Long, M. F., Gregro, A. R., Watson, K. J., Chang, S., Lindsley, C. W. (2019). Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 126678; US2022291237A1]. 2,4-Dimethylquinoline ( 1 ) is used as a scaffold of biologically active compounds in the pharmaceutical industry. For example, substituted 2,4-dimethylquinolines possess antioxidant, antibacterial, antifungal, antimalarial, and anticancer activities [ M. Brahmayya, B. Venkateswara Rao, U. Viplavaprasad, MV Basaveswara Rao, K. Raghu Babu, B. Kishore Babu, K. Rajkumara, Ch. Praveen, N. Giribabud, M. Vijaya, Ch. V. Padmarao, N. Srinivasa Rao (2012). J. of Appl. Pharm. Sci., 2 (10), 041–044; Patel, DB, Darji, DG, Patel, KR, Rajani, DP, Rajani, SD, & Patel, HD (2020). Journal of Heterocyclic Chemistry, 57(3), 1183-1200; Kidwai, M., Bhushan, K. R., Sapra, P., Saxena, R. K., & Gupta, R. (2000). Bioorganic & Medicinal Chemistry, 8(1), 69-72; Temple, K. J., Engers, J. L., Long, M. F., Gregro, A. R., Watson, K. J., Chang, S., Lindsley, C. W. (2019). Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 126678; US2022291237A1 ].
Кроме медицины, соединение (1) используют в составе светопоглощающего слоя для оптических материалов [JP2022150261A; JP2022077664A; WO2021107038A1; JP6658942B1; WO2022196615А1] и для обнаружения различных соединений жидкостной хромато-масс-спектрометрией [CN109187805A; CN109212087A; CN109212088B]. In addition to medicine, compound ( 1 ) is used in the composition of a light-absorbing layer for optical materials [ JP2022150261A; JP2022077664A; WO2021107038A1; JP6658942B1; WO2022196615A1 ] and for the detection of various compounds by liquid chromatography-mass spectrometry [ CN109187805A; CN109212087A; CN109212088B ].
Представляет интерес возможность использования 2,4-диметилхинолина (1) для определения концентрации кислотных центров на внешней поверхности цеолитов [Kim, JH., Ishida, A. & Niwa, M. (1999). React Kinet Catal Lett, 67, 281-287].Of interest is the possibility of using 2,4-dimethylquinoline ( 1 ) to determine the concentration of acid sites on the outer surface of zeolites [ Kim, JH., Ishida, A. & Niwa, M. (1999). React Kinet Catal Lett, 67, 281-287 ].
Один из важнейших и эффективных синтетических методов синтеза соединений, содержащих хинолиновый каркас, это реакция Фридлендера. В соответствии с указанным методом 2,4-диметилхинолин (1) получают реакцией 2-аминоацетофенона с ацетоном: One of the most important and effective synthetic methods for the synthesis of compounds containing a quinoline framework is the Friedlander reaction. According to this method, 2,4-dimethylquinoline ( 1 ) is obtained by the reaction of 2-aminoacetophenone with acetone:
В качестве катализатора данной реакции известен пропилфосфорный ангидрид, который позволяет синтезировать 2,4-диметилхинолин (1) с выходом до 96% [Augustine J.K. (2011). Tetrahedron Letters, 52(50), 6814-6818]. Реакцию осуществляли в следующих условиях: 20 мол. % T3P, диметилформамид ДМФА, 90°С, 4-6 ч. Propylphosphoric anhydride is known as a catalyst for this reaction, which allows the synthesis of 2,4-dimethylquinoline ( 1 ) with a yield of up to 96% [ Augustine JK (2011). Tetrahedron Letters, 52(50), 6814-6818 ]. The reaction was carried out under the following conditions: 20 mol. % T3P, dimethylformamide DMF, 90°C, 4-6 h.
Недостаток данного способа - использование растворителя ДМФА; использование гомогенного катализатора, что приводит к многостадийности процесса, сложному отделению продуктов от катализаторов, невозможности их повторного использования. Таких недостатков лишены гетерогенные катализаторы.The disadvantage of this method is the use of DMF solvent; the use of a homogeneous catalyst, which leads to a multi-stage process, complex separation of products from catalysts, and the impossibility of their reuse. Heterogeneous catalysts are free of such disadvantages.
Авторы [Heravi, Majid M.; et al (2010). E-Journal of Chemistry, 7(3), 875-881] для получения 2,4-диметилхинолина (1) реакцией Фридлендера в качестве катализатора применяли фосфорно-вольфрамовую кислоту H6[P2W18O62]. Реакцию осуществляли при 70°C, мольном соотношении 2-аминоацетофенон:ацетон = 1:1.2, в течение 5 ч. Выход 2,4-диметилхинолина (1) составил 90%. Несмотря на высокую кислотность гетерополикислот, недостатком их использования в качестве гетерогенных катализаторов без носителя является низкая удельная площадь поверхности (<5 м2/г) [da Silva M.J., Rodrigues A.A., Lopes N.P.G. (2023). Chemistry, 5(1), 662-690]. The authors [ Heravi, Majid M.; et al (2010). E-Journal of Chemistry, 7(3), 875-881 ] used phosphotungstic acid H 6 [P 2 W 18 O 62 ] as a catalyst to obtain 2,4-dimethylquinoline ( 1 ) via the Friedlander reaction. The reaction was carried out at 70°C, with a molar ratio of 2-aminoacetophenone:acetone = 1:1.2, for 5 h. The yield of 2,4-dimethylquinoline ( 1 ) was 90%. Despite the high acidity of heteropoly acids, a disadvantage of their use as heterogeneous catalysts without a support is the low specific surface area (<5 m 2 /g) [ da Silva MJ, Rodrigues AA, Lopes NPG (2023). Chemistry, 5(1), 662–690 ].
Среди других гетерогенных катализаторов широкое применение нашли цеолитные, которые обладают не только высокой кислотностью и удельной поверхностью, но и регулярной геометрией каналов и полостей, хорошей термической стабильностью и др. свойствами, необходимыми для катализа. Among other heterogeneous catalysts, zeolite catalysts have found wide application; they possess not only high acidity and specific surface area, but also regular geometry of channels and cavities, good thermal stability, and other properties necessary for catalysis.
Задачей настоящего изобретения является разработка эффективного гетерогенно-каталитического способа получения 2,4-диметилхинолина (1).The objective of the present invention is to develop an efficient heterogeneous catalytic method for producing 2,4-dimethylquinoline ( 1 ).
Решение поставленной задачи достигается тем, что способ получения 2,4-диметилхинолина (1) осуществляют реакцией конденсации 2-аминоацетофенона и ацетона в присутствии гранулированных цеолитов ZSM-5h и Yh в H-форме с иерархической (микро-мезо-макро) пористой структурой. Реакцию проводят в автоклаве, при мольном соотношении кетоамин: ацетон = 1:1-3, при 180°С в течение 1-5 ч. Количество катализатора составляет 5-40% мас. в расчете на 2-аминоацетофенон.The solution to the problem is achieved by the fact that the method for obtaining 2,4-dimethylquinoline ( 1 ) is carried out by the condensation reaction of 2-aminoacetophenone and acetone in the presence of granulated zeolites ZSM-5 h and Y h in the H-form with a hierarchical (micro-meso-macro) porous structure. The reaction is carried out in an autoclave, at a molar ratio of ketoamine: acetone = 1:1-3, at 180 °C for 1-5 hours. The amount of catalyst is 5-40% by weight based on 2-aminoacetophenone.
Цеолиты ZSM-5h и Yh синтезируют в виде гранул без связующих веществ. Полученные гранулы представляют собой единые сростки цеолитных кристаллов и обладают степенью кристалличности, близкой к 100%. Пористая структура гранул состоит из микропористой структуры самого цеолита и вторичной мезо/макропористой структуры, сформировавшейся между сростками кристаллов. Существенным преимуществом гранулированных цеолитов H-ZSM-5h и H-Yh перед высокодисперсными цеолитами является то, что они синтезируются в гранулах. Гранулированный катализатор обладает лучшими физическими свойствами: не пылит, не слеживается, легко рассеивается и легко отделяется от реакционной массы фильтрованием (в отличие от высокодисперсного, который быстро забивает фильтр или проходит через полотно фильтра). Применение цеолитов в синтезе 2,4-диметилхинолина (1) неизвестно.Zeolites ZSM-5 h and Y h are synthesized in the form of granules without binders. The resulting granules are single intergrowths of zeolite crystals and have a degree of crystallinity close to 100%. The porous structure of the granules consists of the microporous structure of the zeolite itself and the secondary meso/macroporous structure formed between the intergrowths of crystals. A significant advantage of granulated zeolites H-ZSM-5 h and HY h over highly dispersed zeolites is that they are synthesized in granules. The granulated catalyst has better physical properties: it does not dust, does not cake, is easily dispersed and is easily separated from the reaction mass by filtration (unlike the highly dispersed catalyst, which quickly clogs the filter or passes through the filter cloth). The use of zeolites in the synthesis of 2,4-dimethylquinoline ( 1 ) is unknown.
Традиционно гранулированные цеолиты синтезируют следующим образом: смешивают высокодисперсный цеолит со связующим материалом, а затем полученную смесь формуют в гранулы [Мухленов И.П., Добкина Е.И., Дерюжкина В.И., Сороко В.Е. / Под ред. д.т.н. проф. Мухленова И.П. Технология катализаторов. Производственное издание. Л. Химия. 1989. 137 с.]. Введение связующего материала в состав гранул снижает адсорбционную ёмкость и каталитическую активность цеолитов по сравнению с высокодисперсными цеолитами, а в ряде случаев не удается обеспечить механическую прочность получаемых таким образом гранулированных материалов. Гранулы катализаторов H-ZSM-5h и H-Yh на 100% состоят из цеолита, в них отсутствует связующее вещество.Traditionally, granulated zeolites are synthesized as follows: highly dispersed zeolite is mixed with a binder, and then the resulting mixture is formed into granules [ Mukhlenov I.P., Dobkina E.I., Deryuzhkina V.I., Soroko V.E. / Ed. by Doctor of Technical Sciences, Professor Mukhlenov I.P. Catalyst Technology. Industrial Edition. Leningrad Chemistry. 1989. 137 p .]. The introduction of a binder into the granules reduces the adsorption capacity and catalytic activity of zeolites compared to highly dispersed zeolites, and in some cases it is not possible to ensure the mechanical strength of the granulated materials obtained in this way. The granules of the H-ZSM-5 h and HY h catalysts are 100% zeolite and do not contain a binder.
Цеолиты H-ZSM-5h и H-Yh имеют комбинированную микро-мезо-макропористую кристаллическую структуру, которая высокостабильна и не разрушается в процессе ионного обмена катионов Na+ на H+.Zeolites H-ZSM-5 h and HY h have a combined micro-meso-macroporous crystalline structure, which is highly stable and does not deteriorate during the ion exchange of Na + cations for H + .
Использование предлагаемого способа имеет следующие преимущества:The use of the proposed method has the following advantages:
1) Известный катализатор, например, гетерополикислота обладает низкой удельной площадью поверхности, для использованных нами гранулированных цеолитов характерна развитая удельная площадь поверхности [Travkina O.S, Agliullin M.R, Filippova N.A, Khazipova A.N, Danilova I.G, Grigor'eva N.G, Narender N, Pavlov M.L, Kutepov B.I // RSC Advances. 7 (2017) 32581-32590; N.G. Grigorieva, O.S. Travkina, S.V. Bubennov, N.A. Filippova, A.S. Artem’eva, A.V. Bayburtli, , R.Z. Kuvatova, B.I. Kutepov // Kinetics and Catalysis. 63( 2022) 781-792]. 1) A known catalyst, for example, a heteropoly acid, has a low specific surface area, while the granulated zeolites we used are characterized by a developed specific surface area [ Travkina OS, Agliullin MR, Filippova NA, Khazipova AN, Danilova IG, Grigor'eva NG, Narender N, Pavlov ML, Kutepov BI // RSC Advances. 7 (2017) 32581-32590; NG Grigorieva, OS Travkina, SV Bubennov, NA Filippova, AS Artem'eva, AV Bayburtli, , RZ Kuvatova, BI Kutepov // Kinetics and Catalysis. 63( 2022) 781-792].
2) Гранулированные цеолиты в предлагаемом способе обладают улучшенными механическими свойствами.2) Granulated zeolites in the proposed method have improved mechanical properties.
3) Применение гранулированных катализаторов гораздо технологичнее, чем использование высокодисперсных материалов.3) The use of granulated catalysts is much more technologically advanced than the use of highly dispersed materials.
4) Цеолитные катализаторы являются экологически безопасными материалами.4) Zeolite catalysts are environmentally friendly materials.
5) Гранулированные цеолитные катализаторы легко удаляются фильтрованием и могут использоваться многократно.5) Granular zeolite catalysts are easily removed by filtration and can be used repeatedly.
Гранулированный иерархический цеолитный катализатор H-Yh синтезируют в Na-форме по методу, приведенному в [Travkina O.S, Agliullin M.R, Filippova N.A, Khazipova A.N, Danilova I.G, Grigor'eva N.G, Narender N, Pavlov M.L, Kutepov B.I // RSC Advances. 7 (2017) 32581-32590; Патенты РФ № 2540086, № 2553876], цеолитный катализатор H-ZSM-5h - по методу, описанному в патенте [Патент РФ №2739350]. Путем ионного обмена из раствора NH4NO3 цеолит Na-Yh переводят в NH4-форму; последующей прокалкой при 540°С в течение 4 ч переводят в Н-форму. The granulated hierarchical zeolite catalyst HY h is synthesized in the Na form using the method described in [ Travkina OS, Agliullin MR, Filippova NA, Khazipova AN, Danilova IG, Grigor'eva NG, Narender N, Pavlov ML, Kutepov BI // RSC Advances. 7 (2017) 32581-32590; Russian Federation Patents No. 2540086, No. 2553876 ], and the zeolite catalyst H-ZSM-5 h is synthesized using the method described in the patent [ Russian Federation Patent No. 2739350 ]. By ion exchange from a NH 4 NO 3 solution, the zeolite Na-Y h is converted into the NH 4 form; subsequent calcination at 540°C for 4 hours converts it into the H form.
Реакцию 2-аминоацетофенона с ацетоном проводят в автоклаве при автогенном давлении, 180°С, мольном соотношении 2-аминоацетофенон : ацетон = 1 : 1-3, в присутствии 5-40 % катализатора (в расчете на 2-аминоацетофенон), в течение 1-5 ч.The reaction of 2-aminoacetophenone with acetone is carried out in an autoclave at autogenous pressure, 180°C, with a molar ratio of 2-aminoacetophenone: acetone = 1: 1-3, in the presence of 5-40% catalyst (based on 2-aminoacetophenone), for 1-5 hours.
Продукты реакции после отделения катализатора экстрагируют хлористым метиленом и анализируют с помощью ГЖХ на хроматографе Кристалюкс 4000М (детектор по теплопроводности, стеклянная капиллярная колонка фирмы Agilent с фазой DB-5 (50м х 0,32мм; толщина слоя 0,52 μm), программированный нагрев 100 - 250°С со скоростью 8°С/мин, газ-носитель гелий). Степень превращения исходного 2-аминоацетофенона определяют относительно внутреннего стандарта - толуола.The reaction products after separation of the catalyst are extracted with methylene chloride and analyzed using GLC on a Crystalux 4000M chromatograph (thermal conductivity detector, Agilent glass capillary column with DB-5 phase (50 m x 0.32 mm; layer thickness 0.52 μm), programmed heating 100 - 250 °C at a rate of 8 °C/min, carrier gas helium). The degree of conversion of the initial 2-aminoacetophenone is determined relative to the internal standard - toluene.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
ПРИМЕР 1. В автоклав загружают 0,15 г 2-аминоацетофенона (0,0011 моль), 0,19 г ацетона (0,0033 моль) и 0,015 г цеолита Н-Yh (10% мас. в расчете на 2-аминоацетофенон). Автоклав герметично закрывают и помещают в термостатируемый шкаф. Реакцию проводят при 180°С в течение 5 ч при перемешивании. После окончания синтеза автоклав охлаждают, реакционную массу отделяют от катализатора фильтрованием и экстрагируют дихлорметаном. 2,4-Диметилхинолин (1) выделяют при помощи колоночной хроматографии. Селективность образования диметилхинолина (1) составляет 99%, конверсия 2-аминоацетофенона - 74%. EXAMPLE 1. 0.15 g of 2-aminoacetophenone (0.0011 mol), 0.19 g of acetone (0.0033 mol) and 0.015 g of zeolite H-Y h (10% by weight based on 2-aminoacetophenone) are loaded into an autoclave. The autoclave is hermetically sealed and placed in a thermostatted cabinet. The reaction is carried out at 180°C for 5 hours with stirring. After completion of the synthesis, the autoclave is cooled, the reaction mass is separated from the catalyst by filtration and extracted with dichloromethane. 2,4-Dimethylquinoline ( 1 ) is isolated using column chromatography. The selectivity for the formation of dimethylquinoline ( 1 ) is 99%, the conversion of 2-aminoacetophenone is 74%.
ПРИМЕРЫ 2-8. Аналогично примеру 1. Условия и результаты примеров представлены в таблице.EXAMPLES 2-8. Similar to example 1. The conditions and results of the examples are presented in the table.
Таблица. Синтез 2,4-диметилхинолина (1) в присутствии гранулированных цеолитных катализаторов H-Yh и Н-ZSM-5h Table. Synthesis of 2,4-dimethylquinoline ( 1 ) in the presence of granulated zeolite catalysts HY h and H-ZSM-5 h
заторRolled-
congestion
катализатора,
% мас.Quantity
catalyst,
% wt.
чTime,
h
2-аминоацето-фенон:ацетон, моль/мольRatio
2-aminoacetophenone:acetone, mol/mol
2-аминоацето-фенона, %Conversion
2-aminoacetophenone,%
(1) - 2,4-диметилхинолин (1) - 2,4-dimethylquinoline
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2831364C1 true RU2831364C1 (en) | 2024-12-04 |
Family
ID=
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Григорьева Н.Г. и др. ЦЕОЛИТЫ ZSM-5 С МИКРОПОРИСТОЙ И ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ В РЕАКЦИИ ФРИДЛЕНДЕРА. Современные молекулярные сита, 5(2), 2023, с. 65-73. Григорьева Н.Г. и др. ВОЗМОЖНОСТИ МИКРОПОРИСТЫХ И ИЕРАРХИЧЕСКИХ ЦЕОЛИТОВ MFI В СИНТЕЗЕ АЗОТГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. Кинетика и катализ, 63(6), 2022, с. 825-836. Heravi M. et al.: Application of Heteropoly Acids as Heterogeneous and Recyclable Catalysts for Friedlаеnder Synthesis of Quinolines, E-Journal of Chemistry, 7(3), 2010, p. 875-881. Augustine J.K. et al.: An efficient catalytic method for the Friedlаеnder annulation mediated by peptide coupling agent propylphosphonic anhydride (T3P). Tetrahedron Letters, 52(50), 2011, p. 6814-6818. Джоуль Д. и др. ОСНОВЫ ХИМИИ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, М., 1975, - 400 стр., с.122. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0327815A1 (en) | Pressed objects on the basis of silica-alumina mixed oxides prepared pyrogeneously, process for its preparation and use | |
| EP2064169A1 (en) | Recovery of bis(diarylphenol) ligands during the production of isopulegol | |
| RU2831364C1 (en) | Method of producing 2,4-dimethylquinoline | |
| SU607553A3 (en) | Method of obtaining 3-methylpyridine | |
| DE19701439C2 (en) | Process for the hydrogenation of sugars | |
| EP0691955B1 (en) | Process for preparing 3-methylpiperidine and 3-methylpyridine by catalytic cyclisation of 2-methyl-1,5-diaminopentane | |
| DE60021305T2 (en) | Process for the preparation of diaminodiphenylmethane and its higher homologs | |
| AT398204B (en) | MONO- (2-AMMONIUM-2-HYDROXYMETHYL-1,3-PROPANDIOL (2R, CIS) -1,2-EPOXYPROPYLPHOSPHONATE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND PHARMACEUTICAL COMPOSITIONS | |
| JPS63502663A (en) | Veterinary therapeutic composition | |
| US20060272501A1 (en) | Sintered adsorbents, preparation method thereof and use of same for the drying of organic compounds | |
| DE4424815A1 (en) | Crystalline solids with RUB-13 structure | |
| RU2831365C1 (en) | Method of producing 2-methyl-3-propylindole | |
| EP0416279A1 (en) | Method for the production of mixtures of cresol isomers with a mole ratio of para- to meta-cresol of at least 0.6:1 up to 10:1 | |
| JP6803703B2 (en) | A solid catalyst for dehydration of mannitol, and a method for producing 2,5-sorbitan and / or isomannide using this catalyst. | |
| DE2308365C2 (en) | Process for the preparation of 3,4-dihydrocoumarin | |
| Borges de Sousa et al. | Heterogeneous catalyzed isomerization of turpentine oil by ordered mesoporous materials like M41S structures | |
| RU2830162C1 (en) | Method of producing 3,4-dimethyl-1-phenylpyrrole | |
| Zalewski et al. | The application of vibrational spectroscopy in studies of structural polymorphism of drugs | |
| Grigorieva et al. | Crystalline and amorphous aluminosilicates with varying pore structures in the synthesis of 1, 5-benzodiazepine | |
| EP0551052B1 (en) | Process for the gas phase nitration of aromates with H-mordenite based catalysts | |
| JPS58146562A (en) | Preparation of indoline | |
| CN118777500B (en) | Detection method for impurities and intermediates in taurine production | |
| SU546608A1 (en) | The method of obtaining 2,4,4, -triminobenzanilide | |
| DE69929315T2 (en) | CRYSTALLINE FORMS OF 1S-Ä1ALPHA (2S *, 3R *), 9ALPHA-6,10-DIOXO-N- (2-ETHOXY-5-OXO-TETRAHYDRO-3-FURANYL) -9-AE (1-ISOCHINOLYL) CARBONYLENE AMINOÜOCTAHYDRO-6H-PIRIDAZINOÄ1,2-AÜÄ1,2ÜDIAZEPIN-1-carboxamide | |
| RU2071475C1 (en) | Process for preparing triethylene diamine |