專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種吲哚-4-甲醛的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于精細(xì)化工產(chǎn)品的合成工藝領(lǐng)域，特別涉及一種以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為起始原料的n引哚-4-甲醛合成新工藝。
背景技術(shù)：
：n引哚4-甲醛化合物是一類(lèi)重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料和有機(jī)化工中間體，隨著其應(yīng)用研究的進(jìn)展，由其衍生出許多重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、香料己成為目前國(guó)內(nèi)外熱點(diǎn)的雜環(huán)類(lèi)精細(xì)化工中間體，市場(chǎng)需求非常迅速，發(fā)展前景廣闊。關(guān)于其應(yīng)用研究一直持久不衰，新的應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷的被開(kāi)發(fā)出來(lái)，由于我國(guó)在這一方面研究的相對(duì)較少，對(duì)吲哚4-甲醛系列化合物的研究和制備已大大落后于一些發(fā)達(dá)國(guó)家，因此對(duì)吲哚4-甲醛系列化合物的研究有著重要的意義。目前,國(guó)內(nèi)外合成吲哚4-甲醛及其衍生物主要有以下幾種方法(1)以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為原料,經(jīng)L-B法先合成吲哚4-甲酸甲酯，再用異丁氧基氫化鋁或者氫化鋁鋰還原得4-羥甲基吲哚,最后用活性Mn02或高錳酸鉀氧化得到吲哚4-甲醛；(2)以2-甲基-3-硝基苯腈為原料，同樣用L-B法先合成4-氰基吲哚，再氫化還原得吲哚"4-甲醛；(3)以4氧代-4,5,6，7-四氫吲哚為原料經(jīng)加氫、脫氫、堿化制得吲哚4-甲醛。方法(l)用異丁基氫化鋁還原要求在-70'C下操作，且需無(wú)水，加之需要錳鹽氧化，難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化;方法(2)反應(yīng)原料很難得到，也難以工業(yè)化；方法(3)過(guò)程復(fù)雜，成本較高，也難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。另外還有其它的合成吲哚4-甲醛的報(bào)道，均難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明旨在提供一種操作過(guò)程簡(jiǎn)便，對(duì)合成條件無(wú)特殊要求，適合工業(yè)化生產(chǎn)的吲哚-4-甲醛的合成工藝。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)解決方案可依如下方式實(shí)現(xiàn)a.以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為原料，經(jīng)過(guò)硼氫化鈉還原得2-甲基-3-硝基苯甲醇，b.2-甲基-3-硝基苯甲醇經(jīng)氧化催化劑制得2-甲基-3-硝基苯甲醛，c.用乙二醇保護(hù)2-甲基-3-硝基苯甲醛的醛基，d.經(jīng)iV，W-二甲基甲酰胺二甲基縮醛DMFDMA縮合、RaneyNi-水合肼還原環(huán)化并水解一步進(jìn)行反應(yīng)合成吲哚-4-甲醛產(chǎn)品。所述催化劑為2-甲基-3-硝基苯甲醇用量的0.13%。所述氧化催化劑為鋁鎳合金加雙氧水，鋁鎳合金與雙氧水的質(zhì)量比為1:300500。本發(fā)明吲哚-4-甲醛合成路線為4本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)(1)擁有新型的苯甲醛氧化催化劑制備方法；(2)在縮合過(guò)程中使用了縮合穩(wěn)定劑，從而避免了硝基化合物高溫下爆炸的危險(xiǎn)；(3)還原環(huán)化并水解一步進(jìn)行，使得整個(gè)過(guò)程均為水溶劑，不涉及有機(jī)溶劑。1)氧化催化劑的發(fā)現(xiàn)從2-甲基-3-硝基苯甲醇氧化制備苯甲醇，傳統(tǒng)工藝是使用活性Y-二氧化錳進(jìn)行氧化，而錳鹽已經(jīng)是國(guó)際上較少使用的污染物之一。我們使用催化劑量的鋁鎳合金加雙氧水低溫溫和氧化即可以較高產(chǎn)率得到2-甲基-3-硝基苯甲醛原料。2)縮合穩(wěn)定劑的使用乙二醇保護(hù)醛基后經(jīng)與iV，W-二甲基甲酰胺二甲基縮醛(DMFDMA)的二甲基甲酰胺溶液中縮合得到的縮合物中間體，在提純過(guò)程中，牽涉到減壓脫除溶劑的過(guò)程。由于該縮合物中間體結(jié)構(gòu)中含有硝基甲苯類(lèi)結(jié)構(gòu)，也就是TNT類(lèi)似的結(jié)構(gòu)單元，一旦操作不當(dāng)，極易發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。而我們?cè)谔峒冞^(guò)程中，加入了一種縮合穩(wěn)定劑，使得工業(yè)操作變得簡(jiǎn)單和易操作，能夠高質(zhì)量地獲得縮合物中間體。3)無(wú)有機(jī)溶劑一步環(huán)化并水解過(guò)程使用拉尼鎳催化及水合肼無(wú)有機(jī)溶劑一步環(huán)化并水解過(guò)程，使得整個(gè)工業(yè)過(guò)程更加環(huán)境友好，不但節(jié)約了有機(jī)溶劑的使用，也可以高產(chǎn)量地獲得吲哚4-甲醛產(chǎn)品。有益效果本發(fā)明與已有技術(shù)比較具有如下有點(diǎn)1)本發(fā)明提供的吲哚-4-甲醛合成工藝，環(huán)境友好，適合工業(yè)化生產(chǎn)。2)本發(fā)明得到的吲哚4-甲醛為淺黃色至淺棕色粉末，純度》98.0%。3)本發(fā)明得到的吲哚-4-甲醛灼燒殘?jiān)?.5%。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。1、2-甲基-3-硝基苯甲醇1的合成在裝有機(jī)械攪拌器、回流冷凝管和恒壓滴液漏斗的10001^三口瓶上加入2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯39.0(0.2mol)，叔丁醇600mL和NaBH4l9.0(0.5mo1)，加熱至回流，滴加甲醇150mL,滴畢，繼續(xù)回流反應(yīng)lh。混合物冷卻至室溫后加適量水，減壓蒸除溶劑，向殘余物中加入水和氯仿，分出有機(jī)層，無(wú)水硫酸鈉干燥后蒸除溶劑，冷卻，固化得黃色固體130.7g，產(chǎn)率91.9%，m,p.69。C7rC。2、2-甲基-3-硝基苯甲醛2的合成在裝有機(jī)械攪拌器、回流冷凝管和恒壓滴液漏斗的500mL三口瓶中加入摻雜有鈷的鎳合金粉0.2g和H20280mL，攪拌下加入含120g(120mmol)的乙醇溶液130mL，0.05MPa空氣室溫鼓泡反應(yīng)7-8h后，加入甲苯100mLx2次萃取。合并萃取液并加活性碳2g回流0.5h，濾去活性碳，濾液減壓蒸除溶劑，冷卻固化，經(jīng)乙醇/水重結(jié)晶得類(lèi)白色固體214g，產(chǎn)率71.1%，m.p.54°C56'C。3、醛基的保護(hù)3在裝有分水器的250mL燒瓶中加入214g(85mrno1)，甲苯lOOmL及對(duì)甲苯磺酸O.Sg,加熱回流反應(yīng)6h，待分水器中分出大約2mL水時(shí)停止反應(yīng)。冷卻反應(yīng)液并分別用飽和Na2C03溶液和水洗滌，分出甲苯層，用無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)夜，減壓蒸去部分甲苯后冷卻結(jié)晶的淺黃色固體315g,收率85.7%，m.p.62'C~64'C。4、U引噪-4-甲醛4的合成在安裝有縮合反應(yīng)裝置的250mL三口瓶中加入314g(67mmo1)，DMFDMA16g(130mmo1)，DMF80mL，六氫吡啶8.5g(lOOmmol)，通N;j保護(hù)，加熱至130TC14(TC反應(yīng)5h。反應(yīng)完畢后冷卻到室溫,加入含縮合穩(wěn)定劑的40%水溶液，攪拌0.5h后,過(guò)濾得白色粉狀物質(zhì)。直接將該固體加入到80ml水中，2.5gRaneyNi，加熱至45'C50'C時(shí)滴加80。/。水合肼40g(控制反應(yīng)溫度在50'C55'C)，滴畢，繼續(xù)在此溫度反應(yīng)2h3h后加5g活性碳回流0.5h，濾去RaneyNi和活性碳，濾液直接減壓蒸去水(溫度不高于50'C)，得黃色固體42.58，含量98%以上，收率25.8%,m.p.140'C142"C。'H-NMR(DMSO-d6):^7.10-7.79(m，5H)，10.19(d，lH)，11.62(s,lH)液相色譜的測(cè)試條件如下取本品適量，加流動(dòng)相制成每lml中含2mg的溶液，照高效液相色譜法試驗(yàn)，用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑，[乙腈:水=55:45]為流動(dòng)相，檢測(cè)波長(zhǎng)為210nm，進(jìn)樣量為20ul檢測(cè)含量。本發(fā)明的保護(hù)范圍將不僅局限于上述具體實(shí)施方式，任何以2-甲基-3-硝基苯甲醇經(jīng)空氣氧化合成2-甲基-3-硝基苯甲醛；加入縮合穩(wěn)定劑使縮合物直接析出；并且低溫脫水獲得吲哚"4-甲醛的合成工藝均應(yīng)認(rèn)定落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明制得的吲哚斗甲醛樣品液相色譜分析結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種吲哚-4-甲醛的合成方法，其特征在于該合成方法為a.以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為原料，經(jīng)過(guò)硼氫化鈉還原得2-甲基-3-硝基苯甲醇，b.2-甲基-3-硝基苯甲醇經(jīng)氧化催化劑制得2-甲基-3-硝基苯甲醛，c.用乙二醇保護(hù)2-甲基-3-硝基苯甲醛的醛基，d.經(jīng)N，N-二甲基甲酰胺二甲基縮醛DMFDMA縮合、RaneyNi-水合肼還原環(huán)化并水解一步進(jìn)行反應(yīng)合成吲哚-4-甲醛產(chǎn)品。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的吲哚-4-甲醛的合成方法，其特征在于所述催化劑為2-甲基-3-硝基苯甲醇用量的0.13%。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的吲哚-4-甲醛的合成方法，其特征在于所述氧化催化劑為鋁鎳合金加雙氧水，鋁鎳合金與雙氧水的質(zhì)量比為1:300500。全文摘要一種吲哚-4-甲醛的合成方法，解決了環(huán)境污染大的問(wèn)題，避免了硝基化合物高溫下爆炸危險(xiǎn)。該工藝通過(guò)如下過(guò)程實(shí)現(xiàn)a.以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為原料，經(jīng)過(guò)硼氫化鈉還原得2-甲基-3-硝基苯甲醇，b.2-甲基-3-硝基苯甲醇經(jīng)氧化催化劑制得2-甲基-3-硝基苯甲醛，c.用乙二醇保護(hù)2-甲基-3-硝基苯甲醛的醛基，d.經(jīng)N，N-二甲基甲酰胺二甲基縮醛DMFDMA縮合、RaneyNi-水合肼還原環(huán)化并水解一步進(jìn)行反應(yīng)合成吲哚-4-甲醛產(chǎn)品。該方法是一種很有前途的合成吲哚-4-甲醛產(chǎn)品的方法，具有較高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。文檔編號(hào)C07D209/08GK101245045SQ20081002447公開(kāi)日2008年8月20日申請(qǐng)日期2008年3月25日優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日發(fā)明者楊燕美,葛裕華申請(qǐng)人:東南大學(xué)