本发明涉及一种喹啉衍生物的制备方法，特别涉及用双三氯甲基碳酸酯BTC、N,N-二甲基甲酰胺DMF、乙酰苯胺或取代乙酰苯胺制备2-氯-3-甲酰基喹啉类衍生物的方法。
背景技术：
含喹啉骨架的杂环化合物，作为重要的含氮芳香杂环化合物，广泛存在于天然产物中，表现出显著的生物活性，如抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗过敏、抗哮喘、抗高血压、增强记忆、抗抑郁等。同时它也作为一类重要的化工原料，在有机合成、药物合成、材料化学等领域获得了广泛的应用。2-氯-3-甲酰基喹啉衍生物存在氯和甲酰基活泼官能团，容易转化成其他喹啉杂环化合物，在有机合成、化学分析、配位化学、化工助剂、药物、农药、染料、发光材料、感光材料、磁性材料等方面都具有潜在的应用价值和重要意义。
目前，国内外报道的2-氯-3-甲酰基喹啉主要是由乙酰苯胺或取代乙酰苯胺与Vilsmeier试剂，经过环化、芳构化以及水解一锅法制备得到。该方法原料易得，收率高。Vilsmeier试剂中常用的卤化试剂有三氯化磷、氯化亚砜、光气、草酰氯等。这些卤化试剂具有毒性和腐蚀性，暴露于空气会吸潮。三氯化磷、氯化亚砜在使用过程中也会产生磷酸和二氧化硫等一系列废液、废气，腐蚀设备、污染环境。光气是一种很好的卤化试剂，用光气制备产品含量高，收率高，但光气是剧毒气体，在使用、运输及储存过程中具有很大的危险性。因此探寻新的合成方法或绿色卤化试剂是技术发展的必然趋势。
双三氯甲基碳酸酯简称固体光气、三光气或BTC，其熔沸点高、挥发性低、毒性低，在工业上仅把它当做一般毒性物质处理，与气体光气相比具有运输和使用安全的优点。其参加化学反应具有安全经济、使用方便、无污染、反应计量准确、合成工艺简单、引起的副反应少、收率高、后处理简单等优点。目前，国内已有固体光气的原料碳酸二甲酯的规模生产，使得固体光气制备成本大为降低。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种2-氯-3-甲酰基喹啉的制备方法，采用双三氯甲基碳酸酯为卤化剂，与N,N-二甲基甲酰胺和乙酰苯胺或取代乙酰苯胺在温和的合成条件下合成2-氯-3-甲酰基喹啉类衍生物，具有绿色环保、反应时间短、产率高等特点。
为达到上述目的，本发明提供了一种2-氯-3-甲酰基喹啉类衍生物制备方法，其特征在于，所涉及的2-氯-3-甲酰基喹啉类衍生物(I)结构式如下：
式I中R表示卤素原子、氰基、烷基、烯基、炔基、羟基、烃氧基、酰氧基、巯基、烃硫基、酰硫基、氨基、取代胺基、芳基、杂芳基、硝基、酰基、羧基、烃氧羰基、烃氮羰基、磺酸基或璜酰酯基中的一种；R在氨基的邻位、间位和/或对位，但至少保留一个邻位未被取代；n为苯环上取代基的数目，n＝0、1、2或3。
本发明所述的2-氯-3-甲酰基喹啉类衍生物的制备方法，包括如下步骤：
1)在有机溶剂中，-10～40℃下，乙酰苯胺或取代乙酰苯胺与固体光气BTC和N,N-二甲基甲酰胺在20～80min内混合；
2)混合后-10～40℃下保持5～20min，程序升温至30～80℃，反应3～10小时后将反应物料直接倒入冰水中，碱调节pH至8～9，抽滤，重结晶得到2-氯-3-甲酰基喹啉类衍生物。
本发明所述有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、二甲氧基乙烷、正己烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈、苯、甲苯中的一种或几种的组合，优选三氯甲烷、二氯乙烷。
本发明所述的乙酰苯胺或取代乙酰苯胺与BTC和DMF的摩尔比为1∶0.2～4∶1～10。
本发明乙酰苯胺或取代乙酰苯胺与BTC和DMF的混合包括四种方法，第一种是将乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、DMF溶解于有机溶剂中，滴加BTC的有机溶液；第二种是将BTC溶解在有机溶剂中，滴加乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、DMF的有机溶液；第三种是将乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、BTC溶解于有机溶剂中，滴加DMF；第四种是将乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、DMF、BTC加入反应釜中，加入有机溶剂，搅拌溶解；优选第三种方法，即是将乙酰苯胺或取代乙酰苯胺、BTC溶解于有机溶剂中，滴加DMF。
本发明所述的乙酰苯胺或取代乙酰苯胺与固体光气BTC和N,N-二甲基甲酰胺DMF在有机溶剂中，-10～40℃下，在20～80min内混合，混合后低温保持5～20min，程序升温至30～80℃，反应3～10小时，后处理。
本发明所述的后处理为：在反应物料冷却，直接倒入冰水中，抽滤；或调节pH至8～9，抽滤或离心，重结晶得到2-氯-3-甲酰基喹啉类衍生物。
本发明所述的碱为质量分数10～50％的氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钾。
与现有技术相比本发明的优点：本方法用固体光气替代含磷或含硫或光气卤化试剂,从而彻底解决了生产过程中大量的含磷或含硫副产物的处理和废水排放问题，实现了对2-氯-3-甲酰基喹啉类衍生物传统工艺进行绿色化学工艺改造，具有原料易得、成本低、操作步骤简单、反应条件温和、能耗少、反应过程安全，环境污染小，能实现清洁生产等特点，具备工业化应用前景。
本方法所生成的主要副产物氯化氢可以制成工业盐酸，从而提高氯的经济性，减少了资源消耗。
本方法所使用的溶剂二氯乙烷、乙酸乙酯等经蒸馏可以回收，重复使用。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1
本实施例提供了2-氯-3-甲酰基喹啉的合成方法，其主要步骤如下：
冰盐浴下，将2.73g(20.22mmol)乙酰苯胺、8.19g(27.58mmol)BTC与10mL三氯甲烷搅拌混合，当温度保持在-5℃以下后，30min内滴加4.2mL(54.66mmol)DMF，通过尾气吸收装置气泡溢出速率控制滴加速度；DMF全部滴加完毕后冰盐浴下继续搅拌10min，换用水浴，加热至40℃，反应4小时，蒸出部分溶剂，加入冰水，10％NaOH调节pH至8～9，抽滤，乙酸乙酯重结晶，收率91.62％。熔点：157～159℃，m/Z:192.04[M+H]+。
对比例1
本实施例提供了2-氯-3-甲酰基喹啉的合成方法，其主要步骤如下：
冰盐浴下，将2.73g(20.22mmol)乙酰苯胺、8.12g(27.34mmol)BTC与10mL 1,2-二氯乙烷搅拌混合，当温度保持在-5℃以下后，缓慢滴加4.2mL(54.66mmol)DMF，通过尾气吸收装置气泡溢出速率控制滴加速度。DMF全部滴加完毕后冰盐浴下继续搅拌10min，换用水浴，加热至40℃，通过TLC监测反应进程，反应4小时，蒸出部分溶剂，冰水猝灭，10％NaOH调节pH至8～9，抽滤，乙酸乙酯重结晶，收率84.55％。
实施例2
本实施例提供了2-氯-3-甲酰基喹啉的合成方法，其主要步骤如下：
冰盐浴下，将2.73g(20.22mmol)乙酰苯胺、4.17g(14.04mmol)BTC与10mL三氯甲烷搅拌混合，当温度保持在-5℃以下后，30min内滴加4.2mL(54.66mmol)DMF，通过尾气吸收装置气泡溢出速率控制滴加速度。DMF全部滴加完毕后冰盐浴下继续搅拌10min，换用水浴，加热至41℃，通过TLC监测反应进程，反应4小时，蒸出部分溶剂，冰水猝灭，10％NaOH调节pH至8～9，抽滤，乙酸乙酯重结晶，收率75.92％。
实施例3
本实施例提供了2-氯-3-甲酰基喹啉的合成方法，其主要步骤如下：
冰盐浴下，将2.73g(20.22mmol)乙酰苯胺与4.2mL(54.66mmol)DMF搅拌混合，当温度保持在-5℃以下后，50min内滴加溶有8.03g(27.04mmol)BTC的10mL三氯甲烷溶液，通过尾气吸收装置气泡溢出速率控制滴加速度。全部滴加完毕后冰盐浴下继续搅拌10min，换用水浴，加热至45℃，通过TLC监测反应进程，反应4小时，蒸出部分溶剂，冰水猝灭，10％NaOH调节pH至8～9，抽滤，乙酸乙酯重结晶，收率76.18％。
实施例4
本实施例提供了2-氯-3-甲酰基-6-甲基喹啉的合成方法，其主要步骤如下：
冰盐浴下，将3.00g(20.13mmol)对甲基乙酰苯胺与4.2mL(54.66mmol)DMF搅拌混合，当温度保持在-5℃以下后，80min内滴加溶有8.03g(27.04mmol)BTC的10mL三氯甲烷溶液，通过尾气吸收装置气泡溢出速率控制滴加速度。全部滴加完毕后冰盐浴下继续搅拌10min，换用水浴，加热至51℃，通过TLC监测反应进程，反应5小时，蒸出部分溶剂，冰水猝灭，10％NaOH调节pH至8～9，抽滤，重结晶，收率84.83％。熔点：124～125℃。
实施例5
本实施例提供了2-氯-3-甲酰基-6-硝基喹啉的合成方法，其主要步骤如下：
冰盐浴下，将3.61g(20.22mmol)对硝基乙酰苯胺与4.2mL(54.66mmol)DMF搅拌混合，当温度保持在-5℃以下后，60min内滴加溶有8.03g(27.04mmol)BTC的10mL三氯甲烷，通过尾气吸收装置气泡溢出速率控制滴加速度。全部滴加完毕后冰盐浴下继续搅拌10min，换用水浴，加热至60℃，通过TLC监测反应进程，反应7小时，蒸出部分溶剂，冰水猝灭，碱调节pH至8～9，抽滤，重结晶，收率88.76％。熔点：233～235℃。
以上所述的具体实施例对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。