Катализатор для получения 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-нафтиридинов

Изобретение относится к области катализаторов, в частности к катализатору для получения 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-нафтиридинов. Предлагаемый катализатор состоит из комплекса [Pr(NO₃)₅]·[C₅Н₅NH]₂, получаемый из нитрата празеодима, пиридина и азотной кислоты, взятых в соотношении 10:20:20 ммолей соответственно. Преимуществом катализатора является его доступность. 1 табл.

 

Изобретение относится к области катализаторов, в частности катализаторов для получения 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-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%.

Известный катализатор не позволяет получать 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-нафтиридины (1).

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-7,8-бензо-1,6-нафтиридинов с выходом ~40%, состоящий из хлорида празеодима (PrCl₃), трифенилфосфина (Ph₃Р) и диметилформамида (ДМФА).

Недостатком известного катализатора является труднодоступность PrCl₃ и Рh₃Р, которые в стране не производятся.

Предлагается новый катализатор для получения 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-нафтиридинов (1).

Предлагаемый катализатор состоит из доступного комплекса [Pr(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂, получаемого из нитрата празеодима (Pr(NО₃)₃), пиридина (С₅Н₅N) и азотной кислоты (НNО₃), взятых в соотношении 10:20:20 ммолей соответственно. При другом соотношении исходных компонентов комплекс вида [Pr(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂ не формируется.

В присутствии указанного катализатора образуются 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-нафтиридины (1) с выходами 38-50%. Реакция осуществляется в инертной атмосфере при взаимодействии 4-аминохинолина с алифатическими альдегидами (RСН₂СНО, где R=C₂H₅, н-С₃Н₇, i-С₃Н₇), взятыми в соотношении 4-аминохинолин: RCH₂ СНО=10:20 ммолей, при температуре 150°С в течение 6 ч в смешанном растворителе этанол: ДМФА (3:1 объемные) по схеме:

R=С₂Н₅, н-С₃Н₇, i-С₃Н₇; Кт=[Pr(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂

Количество катализатора, необходимое для проведения реакции, составляет 0.1-0.3 ммолей (1-3 мол. % по отношению к исходному 4-аминохинолину).

Отличия предлагаемого катализатора от известных.

Предлагаемый катализатор состоит из доступного комплекса [Pr(NO₃)₅]·[C₅H₅NH]₂, который получают смешиванием выпускаемого в стране Pr(NО₃)₃ (при извлечении празеодима из руды - последнюю подвергают обработке азотной кислотой, при этом образуется нитрат празеодима), 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 НNО₃, выдерживают ~1 час, затем добавляют 10 ммолей Pr(NО₃)₃, выдерживают при перемешивании ~1 час, удаляют при пониженном давлении воду до образования сухого остатка, представляющий собой комплекс состава [Pr(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂. Комплекс образуется практически с количественным выходом.

Пример 2. Синтез 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-нафтиридинов

Полученный катализатор, состоящий из комплекса [Pr(NО₃)₅]·[C₅H₅NH]₂, взятый в количестве 0.2 ммоля, помещают в стальной автоклав, куда предварительно загружают 10 ммолей 4-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-7,8-бензо-1,6-нафтиридин (1) с выходом 45%.

Спектр ЯМР ¹Н (δ, м. д.): 1.12 (т, 3Н, СН₃), 1.27 (т, 3Н, СН₃), 1.78 (м, 2Н, СН₂), 2.56 (к, 2Н, CH₂), 3.12 (м, 2Н, СН₂), 7.70-9.26 (м, 6Н, Ar). Спектр ЯМР ¹³С (δ, м. д.): 14.92к, 23.15т, 25.34т, 37.06т, 120.17д, 123.14с, 127.15с, 128.26д, 129.05д, 129.68д, 131.14д, 140.19с, 142.17с, 155.25д, 162.14с. M⁺ 250.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

Таблица
№ п/п	Альдегид R CH2CHO	Соотношение [Pr(NО3)5][С5Н5NН]2:4-аминохинолин: R CH2CHO, ммоль	Количество катализатора по отношению к 3-аминохинолину, %	Выход 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-нафтиридинов (1), %
1	СН3СН2СН2СНО	0.2:10:20	2	45
2	"-"	0.3:10:20	3	50
3	"-"	0.1:10:20	1	38
4	п-PrСН2СНО	0.2:10:20	2	43
5	i-PrСН2СНО	0.2:10:20	2	40

Синтез 2,3-диалкил-7,8-бензо-1,6-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-7,8-бензо-1,6-нафтиридинов, отличающийся тем, что он состоит из комплекса [Pr(NO₃)₅]·[C₅Н₅NH]₂, получаемого из нитрата празеодима (Pr(NO₃)₃), пиридина (C₅H₅N) и азотной кислоты (HNO₃), взятых в соотношении 10:20:20 ммолей.