Катализатор для получения 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7 нафтиридинов

Катализатор для получения 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7 нафтиридинов

Реферат

Изобретение относится к области катализаторов, в частности катализаторов для получения 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридинов (1), которые могут найти применение в тонком органическом синтезе при получении физиологически активных веществ и антибактериальных препаратов.

Известен четырехкомпонентный катализатор [У.М.Джемилев, Ф.А.Селимов, Р.А.Хуснутдинов. Способ получения алкил(арил)производных -5,6-бензо-1,7-нафтиридина. Авт. свид. №1766918 от 08.06.92. Бюл. №37 (1992)] для получения 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридинов, состоящий из хлористого рутения (RuCl₃), фосфорорганического соединения (РR₃), 2,2-дипиридила и диметилсульфоксида, взятых в мольном соотношении (0,9-1,5):(2-4):(0,5-1,5):(1-15) соответственно. Процесс ведут при температуре 180-190°С, выход целевых продуктов составляет 65-82%.

Недостатком известного катализатора является его многокомпонентный состав, кроме того, фосфорорганические соединения (РR₃) в стране не производятся, синтезируют их исходя из пирофорных Mg-органических соединений (RMgX) и легко гидролизующихся галогенидов фосфора (РНаl₃) в две стадии.

Известен трехкомпонентный катализатор [У.М.Джемилев, Ф.А.Селимов, Р.А.Хуснутдинов, А.А.Фатыхов, Е.И.Андрейков, Г.А.Обанин. Синтез нафтиридинов и фенантролинов с использованием катализаторов на основе переходных и редкоземельных металлов. Изв. АН. Сер. хим., 1992, №5, 1139-1144] для получения 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридинов, состоящий из хлорида самария (SmCl₃), трифенилфосфина (Ph₃P) и диметилформамида (ДМФА).

Недостатком известного катализатора является труднодоступность SmСl₃ и Рh₃Р.

Предлагается новый катализатор для получения 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридинов (1).

Предлагаемый катализатор состоит из доступного комплекса [Sm(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂, получаемого из нитрата самария (Sm(NО₃)₃), пиридина (C₅H₅N) и азотной кислоты (НNО₃), взятых в соотношении 10:20:20 ммолей соответственно. При другом соотношении исходных компонентов комплекс вида [Sm(NО₃)₅]·[С₅Н₅NН]₂ не формируется.

В присутствии указанного катализатора образуются 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридины (1) с выходами 48-62%. Реакция осуществляется в инертной атмосфере при взаимодействии 3-аминохинолина с алифатическими альдегидами (RСН₂СНО, где R=C₂H₅, н-С₃Н₇, i-С₃Н₇), взятыми в соотношении 3-аминохинолин: R СН₂СНО=10:20 ммолей, при температуре 150°С в течение 6 ч в смешанном растворителе этанол: дмфа (3:1 объемные) по схеме:

R=C₂H₅, н-С₃Н₇, i-С₃Н₇; Кт=[Sm(NО₃)₅]·[C₅Н₅NН]₂

Количество катализатора, необходимое для проведения реакции, составляет 0,1-0,3 ммолей (1-3 мол. % по отношению к исходному 3-аминохинолину).

Отличия предлагаемого катализатора от известных

Предлагаемый катализатор состоит из доступного комплекса [Sm(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂, который получают смешиванием выпускаемого в стране Sm(NО₃)₃ (при извлечении самария из руды - последнию подвергают обработке азотной кислотой, при этом образуется нитрат самария), производимых в промышленных масштабах пиридина (С₅Н₅N) и азотной кислоты (НNО₃).

Изобретение иллюстрируется примерами

Пример 1. Приготовление катализатора

В стеклянный реактор объемом ~100 мл, установленный на магнитной мешалке, помещают 20 мл воды, 20 ммолей пиридина (C₅H₅N), прикалывают при перемешивании 20 ммолей HNO₃, выдерживают ~1 час, затем добавляют 10 ммолей Sm(NО₃)₃, выдерживают при перемешивании ~1 час, удаляют при пониженном давлении воду до образования сухого остатка, представляющий собой комплекс состава [Sm(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂. Комплекс образуется практически с количественным выходом.

Пример 2. Синтез 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридинов

Полученный катализатор, состоящий из комплекса [Sm(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂, взятый в количестве 0,2 ммоля, помещают в стальной автоклав, куда предварительно загружают 10 ммолей 3-аминохинолина, 20 ммолей масляного альдегида и смешанный растворитель, состоящий из 3 мл этанола и 1 мл ДМФА. Автоклав нагревают 6 часов при температуре 150°С и постоянном перемешивании, затем охлаждают. Получают 2-пропил-3-этил-5,6-бензо-1,7-нафтиридин (1) с выходом 57%.

Спектр ЯМР ¹Н (δ, м. д.): 1.11 (т, 3Н, СН₃), 1.46 (т, 3Н, СН₃), 1.81 (м, 2Н, СН₂), 2.62 (к, 2Н, СН₂), 3.06 (м, 2Н, СН₂), 7.70-9.42 (м, 6Н, Ar). Спектр ЯМР ¹³С (δ, м. д.): 14.36к, 22.49т, 25.71т, 37.48т, 121.87д, 123.17с, 126.31с, 127.12д, 128.07д, 128.54д, 130.12д, 140.04с, 143.84с, 154.42д, 162.54с. М⁺ 250.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№ п/п	Альдегид RCH2CHO	Соотношение[Sm(NO3)5][C5H5NH]2: 3-аминохинолин: R СН2СНО, ммоль	Количество катализатора по отношению к 3-аминохинолину, %	Выход 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридинов (1), %
1	СН3СН2СН2СНО	0.2:10:20	2	57
2	"-"	0.3:10:20	3	62
3	"-"	0.1:10:20	1	48
4	п-Pr-СН2СНО	0.2:10:20	2	54
5	i-Pr-СН2СНО	0.2:10:20	2	51

Синтез 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридинов проводили в смешанном растворителе, состоящем из этанола и ДМФА, взятых в соотношении 3:1 (объемные), при температуре 150°С в течение 6 часов в "пальчиковом " автоклаве при постоянном перемешивании.

Катализатор для получения 2,3-диалкил-5,6-бензо-1,7-нафтиридинов, отличающийся тем, что он состоит из комплекса [Sm(NO₃)₅]·[C₅H₅NH]₂, получаемого из нитрата самария (Sm(NO₃)₃), пиридина (C₅H₅N) и азотной кислоты (HNО₃), взятых в соотношении 10:20:20 ммолей.