2-喹喔啉醇-4-氧化物的選擇性還原方法
2023-10-30 18:34:02
專利名稱：2-喹喔啉醇-4-氧化物的選擇性還原方法
技術領域：
本發明涉及使用選自硫化的鉑、硫化的銠、硫化的釕和硫化的鈀的一種催化劑和用氫作還原劑，將某些2-喹喔啉醇-4-氧化物選擇性還原為2-喹喔啉醇的改進方法。
2-喹喔啉醇化合物如6-氯-2-羥基喹喔啉是人們都熟知的生產藥用化學品和農用化學品的中間體。這些化合物一般經2-喹喔啉醇-4-氧化物的選擇性還原來製備。選擇性還原是必要的，這樣可避免導致形成如3，4-二氫-2-喹喔啉醇的過度還原。特別是對於囟化的2-喹喔啉醇化合物，過度氫化會消除囟素取代基。
Ishikura在美國專利No.4，620，003中公開了將2-喹喔啉醇-4-氧化物還原為為2-喹喔啉醇化合物的方法，該方法包括在(ⅰ)蘭尼催化劑(特殊的蘭尼鎳或硫化蘭尼鎳)和(ⅱ)鹼金屬氫氧化物，鹼土金屬氫氧化物或氫氧化銨的存在下，2-喹喔啉醇-4-氧化物與肼反應。儘管該法還原2-喹喔啉醇-4-氧化物的效果合乎要求，但在工業化採用方面的主要缺點是，與其它還原劑特別是氫相比，肼的價格較高。
Davis在美國專利No.4，636，562中公開了從相應的4-囟-2-硝基苯胺製備2-氯-6-囟喹喔啉化合物的方法。該方法包括用氫作還原劑還原6-氯-2-羥基喹喔啉-4-氧化物為6-氯-2-羥基喹喔啉步驟(在鹼金屬氫氧化物水溶液和過渡金屬氫化催化劑最好是蘭尼鎳存在下);但Davis法也不適合於工業化，因為Davis指出1-4個大氣壓的氫氣壓力是有效的，最好是1-2個大氣壓。熟悉該技術領域的人們都知道，涉及這樣低壓力氣態氫的方法，存在空氣滲入體系中的固有危險。如果氫和氧一起接觸氫化催化劑，就會以爆炸方式形成水。
Sakata等人在「6-取代的-2-(1H)-喹喔啉酮的費希爾(Facile)一步合成「Heterocycles，Vol.，23，No.1(1985)一文中敘述了用氫作還原劑和鈀作催化劑，將6-氯-2-喹喔啉醇-4-氧化物還原成6-氯-2-喹喔啉醇的方法，然而，Sakata等人指出，不要求量的過還原付產物被形成。
因此，需要一種安全地選擇性還原2-喹喔啉醇-4-氧化物為2-喹喔啉醇並有效地用氫作還原劑的方法。
本發明的目的是提供一種用氫作還原劑選擇性還原2-喹喔啉醇-4-氧化物為2-喹喔啉醇的方法。
本發明的另一個目的是提供一種用氫作還原劑選擇性還原2-喹喔啉醇-4-氧化物為2-喹喔啉醇的高壓方法，這樣空氣滲入反應體系中的危險將大大減小。
從下面的敘述和實施例可更清楚本發明的上述目的和其它的目的。
本發明涉及製備通式如下的2-喹喔啉醇的方法
式中R為氫，囟素或三囟甲基，該方法包括在催化有效量的選自硫化的鉑、硫化的鈀、硫化的銠和硫化的釕的至少一種催化劑存在下，用氫還原通式如下的2-喹喔啉醇-4-氧化物
式中R的定義同上。
在本發明的方法中，用作原料的2-喹喔啉醇-4-氧化物具有如下通式
式中R為氫，囟素或三囟甲基。R最好是氫，氯，氟，三氯甲基或三氟甲基。特別好的原料是6-氯-2-羥基喹喔啉-4-氧化物，該化合物接著被還原為6-氯-2-羥基喹喔啉。
這些原料可以是分離出來的化合物或者以反應產物存在。例如，6-氯-2-羥基喹喔啉-4-氧化物可以4-氯-2-硝基-N-乙醯乙醯苯胺與氫氧化物(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)的反應產物存在。
本發明的方法被選自硫化的鉑、硫化的鈀、硫化的銠和硫化的釕的氫化催化劑催化。最好是使用硫化的鉑。這類催化劑的典型用量是每100份重2-喹喔啉醇-4-氧化物用約0.05-100份重的催化劑。
當本發明的方法中所用原料是硝基-N-乙醯乙醯苯胺和氫氧化物的反應產物時，本發明的反應在含有選自鹼金屬氫氧化物、鹼土金屬氫氧化物和氫氧化銨的至少一種化合物的溶液中進行。最好是以水作反應溶劑，但是有機溶劑(如醇類或烴類)或水與有機溶劑的混合溶劑也可使用。
本發明的方法典型地在約3-100個大氣壓下進行，最好是在約6-60個大氣壓下進行。反應溫度可以在較寬的範圍內變化，典型的溫度範圍是約10°-90℃，最好是約20°-75℃。
最好的反應溫度和壓力將依包括特定的催化劑，所用的原料，催化劑濃度等因素而改變。熟悉該技術領域的人們都清楚，反應壓力和溫度太高會降低反應的選擇性，並產生過渡還原的產物。相反地，反應溫度和壓力太低會降低催化劑的活性。不過，熟悉該技術的人通過例行試驗很容易就特定的一組反應劑確定最佳反應條件。
採用熟悉氫化技術的人們都知道的方法，本發明的方法可以連續的或批量的方式進行。
由於本發明的方法使用氫作還原劑，與使用較貴的化學品(如肼)作還原劑的先有技術相比是非常經濟的。另外，由於本發明的方法在高壓下進行，大大減少了因空氣的滲入而發生的爆炸危險。
下面的實施例是要進一步闡明本發明而不是以任何方式限制本發明的範圍。
實施例1-5和比較例A及B在一個裝有攪拌的300ml高壓釜中加125ml含9.2g6-氯-2-羥基喹喔啉醇-4-氧化物(經482.4g4-氯硝基-N-乙醯乙醯苯胺與813g86.9%的氫氧化鉀在3200g水中反應而得)的17.6%(重量)氫氧化鉀水溶液的貯備液。按下面表Ⅰ所給的用量加催化劑並密封高壓釜。在這點上要注意，除了比較例B(NiS)外，所有催化劑均是以5%(重量)載於碳上。首先用氮氣接著用氫氣吹洗高壓釜。加氫直至表Ⅰ所示壓力。在攪拌下加熱高壓釜至給定的反應時間，然後冷卻並降壓。用水將反應產物移出，經硅藻土過濾(除去催化劑)並乾燥。分析反應產物並計算產率(
表Ⅰ用氫作還原劑將6-氯-2-羥基喹喔啉醇-4-氧化物還原為6-氯-2-羥基喹喔啉實施例或催化劑催化劑量反應溫度反應壓力比較例(g)(℃)(psig)1硫化的鉑0.12560100-2002硫化的鉑0.12560100-2003硫化的鈀1.920100-2004硫化的銠2.020600-7005硫化的釕1.960620-720A鈀1.030450-700B硫化的鎳3.860660-760
表Ⅰ(續)用氫作還原劑將6-氯-2-羥基喹喔啉醇-4-氧化物還原為6-氯-2-羥基喹喔啉反應時間 H2吸收＊ 產率＊＊(小時)(%)(%)＊＊5.0100794.0100785.8117432.0114615.9157240.08232＜0.55.011319＊這時H2吸收已基本停止。
＊＊基於4-氯硝基-N-乙醯乙醯苯胺轉化為6-氯-2-羥基喹喔啉的摩爾轉化率。
以上數據表明應用硫化的鉑、硫化的鈀、硫化的銠或硫化的釕作催化劑的本發明方法與現有技術所用類型催化劑或類似催化劑相比，獲得料想不到的選擇性還原產物的產率。
應該認識到，在本發明的實踐中應避免增加壓力和溫度的某些結合，例如在60℃反應溫度和500-700psig反應壓力下，用硫化的鈀作催化劑，產生過度還原的產物。
權利要求
1.製備通式如下的2-喹喔啉醇化合物的方法
式中R為氫，囟素或三囟甲基，該方法包括在催化有效量的選自硫化的鉑，硫化的鈀，硫代的銠和硫化的釕的至少一種催化劑存在下用氫還原通式如下的2-喹喔啉醇-4-氧化物
式中R的定義同上。
2.權利要求1的方法，其特徵在於所述的2-喹喔啉醇-4-氧化物是處於還含有選自鹼金屬氫氧化物，鹼土金屬氫氧化物和氫氧化銨的至少一種化合物的溶液中。
3.權利要求2的方法，其特徵在於所述的溶液是水溶液。
4.權利要求1的方法，其特徵在於通式中的R選自氫，氯，氟，三氯甲基和三氟甲基。
5.權利要求1的方法，其特徵在於原料是6-氯-2-羥基喹喔啉-4-氧化物。
6.權利要求1的方法，其特徵在於還原反應發生於約10°-90℃。
7.權利要求6的方法，其特徵在於還原反應發生於20°-75℃。
8.權利要求1的方法，其特徵在於還原反應發生於約3-100個大氣壓。
9.權利要求8的方法，其特徵在於還原反應發生於6-60個大氣壓。
10.權利要求1的方法，其特徵在於催化劑是硫化的鉑。
11.從6-氯-2-羥基喹喔啉-4-氧化物製備6-氯-2-羥基喹喔啉的方法，該方法包括在(a)催化有效量的硫化鉑和(b)鹼金屬氫氧化物水溶液存在下，於約10°-90℃和約3-100個大氣壓下，6-氯-2-羥基喹喔啉-4-氧化物與氫反應。
12.權利要求11的方法，其特徵在於反應發生於約20°-75℃和約6-60個大氣壓下。
13.權利要求11的方法，其特徵在於反應發生於約60℃和約8-15個大氣壓下。
全文摘要
用氫作還原劑，通過2-喹喔啉醇-4-氧化物與選自硫化的鉑、硫化的鈀、硫化的銠和硫化的釕的催化劑反應，將某些2-喹喔啉醇-4-氧化物選擇性還原為2-喹喔啉醇。
文檔編號B01J27/045GK1030915SQ88103659
公開日1989年2月8日 申請日期1988年6月17日 優先權日1987年6月19日
發明者拉塞爾·愛德華·馬爾茲, 約翰·溫思羅普·薩金特, 約瑟夫·艾伯特·菲卡布裡諾 申請人:尤尼羅亞爾化學公司