2-氯-8-甲基喹啉-3-甲醛的制备

背景及概述

大多数的喹啉衍生物具有抗菌、抗疟疾和抗癌等生物活性和药理活性，具有低毒、高效、对环境友好、结构变化多样等特点，因此在医药方面得到了广泛的应用。另外，喹啉醛衍生物在化学分析、化学助剂、染料及发光材料等方面也具有广泛的应用。喹啉醛类衍生物含有活泼的甲酰基，可以发生多种反应，合成更多的含有喹啉环的化合物。在医药、化工领域得到越来越多的关注。2-氯-8-甲基喹啉-3-甲醛中文同义词：2-氯-8-甲基-3-喹啉甲醛，CAS号：73568-26-0，分子式：C11H8ClNO，分子量：205.64。

制备

由于喹啉环上的氮原子的吸电子效应降低了喹啉的亲电效应，喹啉环上的氮原子易质子化，导致在环上的亲电取代反应难于进行。喹啉甲醛衍生物的合成多是采用一些特殊的方法，如直接氧化法、间接氧化法、自由基反应、缩合水解法以及有机金属合成法等制备方法。当喹啉环 2~7 位的任意位置上存在甲基时，甲基均可用二氧化硒直接氧化，得到相应位置上的醛。研究发现相同条件下，喹啉环不同位置上的甲基、反应溶剂以及 SeO 2 的纯度等因素的影响，进行氧化实验，不同位置上的醛收率不相同。但是 SeO 2 有剧毒，污染环境，对现代提倡绿色化学中已经不在被提倡；由于有机金属合成法，需要在低温下进行金属和卤素的交换，难操作，而且锂的电负性较小，活性高，容易发生氧化反应和水解反应，操作条件相当苛刻；自由基反应具有选择性，仅在喹啉环的 2-位和 4-位上进行。本文采用乙酰苯胺、DMF 和三氯氧磷缩合方法制备 2-氯喹啉-3-甲醛衍生物[1]。2-氯-8-甲基喹啉-3-甲醛的合成反应式如下图：

图1 2-氯-8-甲基喹啉-3-甲醛的合成反应式

实验操作：

将 0.3 mol 苯胺、40 mL 冰醋酸和 0.4 g 锌粉加入圆底烧瓶，装上分馏柱，温度计安装在柱顶，蒸出的水和乙酸收集在烧杯中。缓慢加热 15 min，然后在 105℃左右蒸馏，当温度不断下降时，停止加热，达到终点。趁热将反应物在搅拌条件下倒入冰水中，析出固体，冷却、抽滤，得到粗品乙酰苯胺，用水进行重结晶得到白色的纯2-甲基乙酰苯胺。

将上一步得到的产物2-甲基乙酰苯胺 0.05 mol、DMF 0.15 mol 加入到四口烧瓶中，装上温度计、机械搅拌器、冷凝管，在冰浴中机械搅拌，于温度低于 10 ℃下缓慢的滴加 0.35 mol的POCl 3 ，滴加完毕后升温到 75 ℃，搅拌反应 12 h，颜色由浅黄色油状液体逐渐变成橙红色液体，反应完全后，停止加热，将反应物在搅拌下缓慢的倒入 400 mL 冰水中，静置，抽滤析出的固体，用水洗涤三次，在空气中干燥后，用乙酸乙酯重结晶，得到浅黄色针状晶体 2-氯-8-甲基喹啉-3-甲醛。通过乙酰苯胺环合合成法制备的  2-氯-8-甲基喹啉-3-甲醛，通过质谱、元素分析、红外、核磁共振光谱等进行表征如下：浅黄色针状晶体，产率 90%，mp.150～152℃；HPLC-MC(m/z)：206.17(M+1)；1 H NMR (400 MHz，CDCl 3 ) δ 10.56(s，1H)，8.69(s，1H)，7.81～7.79(d，J 1 =8.0Hz,1H)，7.72～7.70(d，J=8.0Hz，1H)，7.54～7.51(t，J 1 =J 2 =8.0Hz，1H)，2.78(s，1H)；IR(cm -1 )：3056，2920，2852，1689，1580，1485，1365，1329，1164，1055，827，769；Anal. Calcd for C 11 H 8 ClNO：C 62.25，H 3.92，N 6.81; foundC 62.29，H 3. 97，N 6.75。

2-氯-8-甲基喹啉-3-甲醛衍生物的合成已经实现工业化生产，本文采用成熟的工艺制备 2-氯-8-甲基喹啉-3-甲醛衍生物，收率高，操作简单，为合成含喹啉基的吖啶、氧杂蒽以及三联吡啶衍生物提供大量的原料。

参考文献

[1] Shoair A F, El-Bindary A A, El-Sonbati A Z, et al. Stereochemistry of new nitrogen containing heterocyclic aldehydes. III. novel bis-bidentate azodye compounds[J]. Polish Journal of Chemistry, 2000, 74(8): 1047-1054.