本發明涉及獸藥領域,具體涉及一種抗菌止腹瀉促生長獸藥一步法合成喹烯酮的綠色新工藝。
背景技術:
喹烯酮的化學名稱為3-甲基-2-肉桂酰基喹喔啉-1 ,4-二氧化物(簡稱MBQO),是我國在國際上首創的國家級一類新獸藥,具有抗菌止腹瀉促生長作用。通過抑制細菌DNA 的合成,抑制消化內病原微生物的生長繁殖,防止或減少疾病發生,保護腸道有益菌群和腸壁不受微生物或寄生蟲侵害,促進各種養分的消化和吸收,從而加速動物生長,提高飼料轉化率。喹烯酮也可用于水產養殖抗菌促生長,提高成活率,能澄清水體,改良水質。
離子液體是一類特殊的低溫熔融鹽,通常由有機陽離子和無機/有機陰離子組成,屬于離子晶體的范疇。和常見的絕大多數無機鹽相比,離子液體擁有較低的熔點,許多離子液體的熔點接近甚至低于室溫。一般來說,熔點低于100℃的鹽類被稱為離子液體。離子液體具有很多優良的物理化學性質,已經被廣泛應用與催化反應、有機合成中,有著廣闊的研究和應用空間。
目前,現有技術中報道的喹烯酮的合成主要有兩種合成方法。
一種是以苯并呋咱為起始原料,與乙酰丙酮和苯甲醛分兩步反應合成。此工藝路線所用主要反應原料易得,反應條件溫和,適于工業化生產,但所用催化劑為甲醇鈉,易燃,具有腐蝕性和毒性,反應結束后產品分離困難,產品純度低,且反應步驟長,也均需純化,反應效率低;
例如:于賢勇,等. 一種高效喹烯酮的合成方法,中國專利(CN102311397A),以3-甲基-2-乙酰基-喹喔啉-1 ,4-二氧化物為原料,與適量甲醇為溶劑,以25%氨水為催化劑,與苯甲醛縮合生成喹烯酮,精制品產率96%。產率高于唐樹和2009年報道的85%。另外,很多中國專利也報道了喹烯酮合成的新方法,如鄒小軍,等,一種改進喹烯酮的合成方法,發明專利(CN104672155A);李筱芳,等,一種改進的喹烯酮合成方法,發明專利(CN102408384A);劉占領,喹烯酮的合成方法,發明專利(CN101402612A);徐天華,等,一種高純度獸藥喹烯酮的合成方法,發明專利(CN104803928A),一種高純度高收率喹烯酮的合成方法,發明專利(CN104788392A)等,均給出了喹烯酮的合成方法,這些方法均存在優缺點。
另一種是以苯并呋咱為起始原料,與芐叉乙酰丙酮一步反應合成。該工藝步驟較短,但是反應混合物須陳化結晶一夜,反應時間長,且所用催化劑正丁醇鈉不穩定,具有腐蝕性與毒性,并且反應收率較低,僅能達到57%,難以大規模工業化生產。
技術實現要素:
針對上述問題,本發明的目的是提供一種喹烯酮的制備方法,該方法工藝步驟短,反應時間短、效率高,產品的收率和純度較高,反應條件溫和,避免了有機溶劑對環境造成的污染,便于規模化生產。
本發明采用的技術方案是:
一種喹烯酮的制備方法,其特征在于:將堿性離子液體加入到反應器中,然后加入苯并呋咱和芐叉基乙酰丙酮,攪拌,室溫反應,待反應結束后,反應液經后處理得到喹烯酮;
進一步,所述的堿性離子液體由陰離子和陽離子組成,所述的陽離子為三唑、四唑、五唑、咪唑、吡咯、吡唑、噻唑、哌啶、哌嗪、吡喃中的一種或一種以上,優選為咪唑,所述的陰離子為醇鹽、酚鹽、氫氧根、碳酸根或碳酸氫根中的一種或一種以上,優選為氫氧根、碳酸根或碳酸氫根;
本發明提供的堿性離子液體對水和空氣穩定,在室溫下為液態,對原料有較好的溶解度,可以兼做反應體系的催化劑和反應溶劑,避免使用有機溶劑;
進一步,苯并呋咱和芐叉基乙酰丙酮的摩爾比為1:3~3:1,苯并呋咱和堿性離子液體的摩爾比為1:2~5。
如權利要求1中的一種喹烯酮的制備方法,其特征在于:反應的溫度為0.5~5小時,優選為1-2小時。
進一步,所述的后處理過程為停止攪拌、靜置、過濾,將濾餅重結晶后得到喹烯酮;
有益效果:本發明提供一種喹烯酮的制備方法,該方法工藝步驟短,反應條件溫和,反應時間短、效率高,產品的收率和純度較高,收率可以達到86%以上,純度可以達到98%以上;同時,本發明提供的堿性離子液體在室溫下為液態,對原料有較好的溶解度,可以兼做反應體系的催化劑和反應溶劑,避免了有機溶劑對環境造成的污染,便于規模化生產,并且本發明堿性離子液體對水和空氣均是穩定的,克服了現有技術中催化劑不穩定的問題。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明做進一步詳細說明。
實施例1-2
堿性離子液體的制備:
將N-甲基咪唑與過量氯代正丁烷在甲苯中回流48小時,得到1-丁基-3-甲基咪唑的氯鹽。用此氯鹽分別與NH4OH、NH4HCO3在乙腈溶液中進行離子交換反應后,過濾、除溶劑、真空干燥分別得到相應的堿性離子液體1和堿性離子液體2, 如下式所示:
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實施例3
將N-甲基吡咯與過量氯代正丁烷在甲苯中回流48小時,得到1-丁基-1-甲基吡咯的氯鹽。用此氯鹽與NH4HCO3在乙腈溶液中進行離子交換反應后,過濾、除溶劑、真空干燥分別得到相應的堿性離子液體3,如下式所示:
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實施例4
將N-甲基哌啶與過量氯代正丁烷在甲苯中回流48小時,得到1-丁基-1-甲基哌啶的氯鹽。用此氯鹽與NH4HCO3在乙腈溶液中進行離子交換反應后,過濾、除溶劑、真空干燥分別得到相應的堿性離子液體4, 如下式所示:
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實施例5
在裝有攪拌器的三口燒瓶中,加入1mol堿性離子液體1,0.2mol苯并呋咱和0.3mol芐叉基乙酰丙酮,室溫下攪拌反應,反應4小時后,停止攪拌,將反應液靜置,然后過濾,將所得濾餅用十氫化萘重結晶,得黃色結晶53.7g,收率88%,純度98.8%,熔點189-190℃。
實施例6
在裝有攪拌器的三口燒瓶中,加入1mol堿性離子液體2,0.2mol苯并呋咱和0.3mol芐叉基乙酰丙酮,室溫下攪拌反應,反應4小時后,停止攪拌,將反應液靜置,然后過濾,將所得濾餅用十氫化萘重結晶,得黃色結晶52.8g,收率86%,純度98.4%,熔點189-190℃。
實施例7
在裝有攪拌器的三口燒瓶中,加入0.6mol堿性離子液體2,0.2mol苯并呋咱和0.3mol芐叉基乙酰丙酮,室溫下攪拌反應,反應2小時后,停止攪拌,將反應液靜置,然后過濾,將所得濾餅用十氫化萘重結晶,得黃色結晶48.7g,收率79%,純度99.2%,熔點189-190℃。
實施例8
以堿性離子液體3替換實施例5中的堿性離子液體1,其余條件和實施例5完全相同,所得的產品收率為70%,純度為98.5%,熔點189-190℃。
實施例9
以堿性離子液體4替換實施例5中的堿性離子液體1,其余條件和實施例5完全相同,所得的產品收率為71%,純度為98.8%,熔點189-190℃。
上述實施例并非對本發明的技術范圍作任何限制。本行業的技術人員在本技術方案的啟迪下,可做出一些變形與修改,凡是依據本發明的技術實質對以上的實施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發明技術方案的范圍內。