СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-АЦЕТИЛБЕНЗО[f]ХИНОЛИНА
METHOD OF PRODUCING 3-ACETYLBENZO[f]QUINOLINE

Предлагаемое изобретение относится к области органического синтеза, в частности, к способу получения 3-ацетилбензо[f]хинолина (1).
Кислородсодержащие производные бензо[f]хинолинов обладают физиологической активностью, являются аналогами антималярийных препаратов [[1]. Козлов Н.С. 5,6-Бензохинолины. Мн., «Наука и техника», 1970, 136 с.], используются в синтезе фотокатализаторов [[2]. Weissenfels М., Punkt J. Light Absorption und Konstitution Heterocyclischer 1,2-Endiole // Tetrahedron. - 1978. - V.34. - №3. p.311-316; [3]. Пилюгин Г.Т., Чернюк И.Н., Рудько А.П. Исследование в области синтетических красителей. II. Стирилы из производных N-арилхинальдиниевых солей // Журн. орг. химии. - 1965. - Т.I. - Вып.9. - С.1685-1687; [4]. Кобаса И.М., Кондратьева И.В., Гнатюк Ю.И. Фотокаталитическое восстановление метиленового голубого формальдегидом в присутствии диоксида титана и сульфида кадмия, сенсибилизированных (1-фенил-5,6-бензохинолин-2)-2,4-дигидроксистирилиодидом // Теоретическая и экспериментальная химия. - 2008. - Т.44. - №1. - C.40-45] и азагелиценов - соединений, обладающих уникальными оптическим, спектральными и структурными свойствами [[5]. Shen W., Graule S., Crassous J., Lescop C, Gornitzka H., Rerau R. Stereoselective coordination of ditopic phospholyl-azahelicenes: a novel approach towards structural diversity in chiral π-conjugated assemblies // Chem. Commun. - 2008. - №7. - P.850-852.1.
В литературе методы синтеза 3-ацетилбензо[f]хинолина (1) нам найти не удалось. В работе [[6]. Klemm L.H., Klopfenstein С.Е., Zell R. 2-Acetylbenzo[f]quinoline by Direct Synthesis of a β-Acylpyridine Structure // J. Heterocycl. Chem. - 1970. - V.7. - №4. - P.951-953] приведен метод получения изомера 3-ацетилбензо[f]хинолина (1), а именно 2-ацетилбензо[f]хинолина (2), синтез которого основан на циклизации 2-нафтиламина (3) с диметилацеталем ацетоацетальдегида. Выход соединения (2) составляет 86%.
Недостатки метода:
1) труднодоступность и высокая стоимость исходных реагентов;
2) 2-нафтиламин (3) является канцерогеном;
4
2
3) большой расход катализатора (на 71 г 2-нафтиламина (1) берется 87 г SnCl и 20 г ZnCl).
3
Близким аналогом предлагаемого способа является метод прямой функционализации молекулы бензо[f]хинолина (4) с образованием метилового эфира бензо[f]хинолина-3-карбоновой кислоты (5) [[7]. Mamane V., Louërat F., Fort Y. Direct Functionalization of Benzoquinolines // Lett. Org. Chem. - 2010. - V.7. - №1. - P.90-93.]. Сначала реакцией CHLi. и бензо[f]хинолина (4) получают 3-метилбензо[f]хинолин (6):
Затем соединение (6) обрабатывают избытком диизопропиламида калия и диметилдисульфида и получают ортотиоэфир (7) с 83%-ным выходом:
На завершающей стадии под действием солей ртути проходит десульфуризация тиоэфира (7) и образуется целевой продукт (5):
Недостатки метода:
1) многостадийность, длительность и трудоемкость процесса;
3
2) используется пожароопасный CHLi;
3) необходимо поддерживать низкие температуры;
4) применяются труднодоступные и дорогостоящие реагенты.
Авторами предлагается способ получения 3-ацетилбензо[f]хинолина (1), не имеющий вышеперечисленных недостатков.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового простого и удобного метода синтеза 3-ацетилбензо[f]хинолина (1) с использованием доступных исходных реагентов.
2
2
2
6
5
2
2
2
6
4
2
2
2
2
4
Сущность предлагаемого способа заключается во взаимодействии бензо[f]хинолина (4) с этиловым спиртом в присутствии четыреххлористого углерода под действием медьсодержащего катализатора, выбранного из ряда CuI, CuBr, Cu(acac), Cu(OAc), Cu(CHCO)·2HO, Cu(CH(OH)CO), CuCl·2HO, при температуре 150-160°C в течение 3-9 ч при мольном соотношении: [Cu]:[бензо[f]хинолин(4)]:[этанол]:[CCl]=[1]:[100]:[1500-10000]:[400-1500]. Реакцию проводили в автоклаве под аргоном.
2
4
2
2
6
5
2
2
2
6
4
2
2
2
2
При проведении реакции при температуре 150°C в течение 6 ч и использовании следующих мольных соотношений катализатора и реагентов: [Cu(OAc)]:[бензо[f]хинолин(4)]:[этанол]:[CCl]=[1]:[100]:[3000]:[750] общий выход 3-ацетилбензо[f]хинолина (1) составляет 60%. При использовании других медьсодержащих катализаторов CuI, CuBr, Cu(acac), Cu(CHCO)·2HO, Cu(CH(OH)CO), CuCl·2HО выход 3-ацетилбензо[f]хинолина (1) был меньше и составил 20-50%.
Преимущества предлагаемого метода:
1) одностадийность процесса;
4
2) доступность и низкая стоимость исходных реагентов - 5,6-бензохинолина, этанола, CCl и Cu-содержащих катализаторов;
3) селективность процесса;
4) отсутствие агрессивных реагентов.
Предлагаемый способ поясняется примерами:
ПРИМЕР 1. Реакции проводили в стеклянной ампуле объемом 10 мл, помещенной в микроавтоклав из нержавеющей стали объемом 17 мл, при постоянном перемешивании и регулируемом нагреве.
2
4
2
5
2
3
2
3
В ампулу в токе аргона загружали 0.5 мг (0.0027 ммоль) Cu(OAc), 50 мг (0.27 ммоль) бензо[f]хинолина (4), 0.19 мл (1.96 ммоль) CCl и 0.49 мл (8.29 ммоль CHOH). Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 150°C в течение 6 часов с постоянным перемешиванием. После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали. Реакционную массу пропускали через слой AlO, нейтрализовали водным раствором NaCO и экстрагировали хлороформом. Растворитель отгоняли. Полученный 3-ацетилбензо[f]хинолин (1) очищали на колонке, заполненной силикагелем (элюент-хлороформ). Образец 3-ацетилбензо[f]хинолина (1) 98%-ной чистоты получили перекристаллизацией из смеси этилацетат:гексан = 1:1.
Общий выход 3-ацетилбензо[f]хинолина (1) составляет 60%.
пл
Выделенный (1) имел Т 146.5°C.
1
3
3
Спектр ЯМР Н (CDCl, δ, м.д.): 2.91 с (3Н, COCH), 7.71-8.61 м (4Н), 8.01 с (2Н), 8.25 д (1Н, J=8.6 Гц), 8.98 д (1Н, J=8.6 Гц).
13
12
2
10
9
10''
8
6
7
10'
1
5
6'
4'
3
11
3
Спектр ЯМР С (CDCl, δ, м.д.): 25.66 (С), 118.49 (С), 123.24 (С), 127.39 (С), 127.43 (С), 128.24 (С), 128.48 (С), 128.78 (С), 129.17 (С), 131.36 (С), 131.44 (С), 132.47 (С), 147.22 (С), 152.63 (С), 200.49 (С).
отн
+
Масс-спектр, m/z (I (%)): 221.05 [М] (97.33), 194.05 (12.92), 193.05 (81.33), 180.05 (13.11), 179.05 (100.00), 178.05 (83.16), 177.05 (27.48), 176.05 (5,51), 152.10 (19.21), 151.10 (49.87), 150.10 (22.01), 126.05 (4.48), 89.00 (4.65), 76.05 (4.60), 75.05 (10.89), 63.00 (4.07), 51.00 (3.52).
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице 1.