[发明专利]合成吲哚啉及其衍生物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吲哚啉及其衍生物的合成方法。

背景技术

吲哚啉及其衍生物广泛的存在于自然界，很多吲哚啉衍生物可以作为医药，农药，香料，染料等的初始原料与中间体使用。目前有较多方法用于合成吲哚啉。

美国专利US4087442、US4159271介绍了这样一条合成路线：以2-氯苯乙胺为原料，金属铜，无机铜催化剂(氯化铜，硫酸铜，硝酸铜，氧化铜)，有机铜催化剂(草酸铜，醋酸铜)等铜催化剂，氨水作为脱卤化氢剂，在100～150℃高压密闭状态下进行反应1～4小时，可生产得到吲哚啉。反应所得的吲哚啉产率最高可达89.1％。以2-溴苯乙胺为原料时，吲哚啉产率为89.7％。但在反应中生成的卤化铵与氨水溶液具有腐蚀性，相应的就要求反应设备具有抗腐蚀性，这样废水处理的费用会相应的增加，所以，这个工艺合成路线对于工业生产吲哚啉的效益来说不是很好。

美国专利US4280958介绍了同上述路线类似的一条合成工艺，只是用有机胺如二乙醇胺、三丙胺等为脱卤化氢剂，最高收率可达95％左右。但此专利使用的有机胺使用量较大，回收工艺较复杂。

美国专利US4673749的工艺合成路线进行了一定的改进，使得该工艺适用于工业生产吲哚啉。该工艺路线为：以2-氯苯乙胺为原料，二(8-羟基喹啉)铜作为铜催化剂，而碱(氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化镁，氢氧化钙，氢氧化锂，碳酸钠，碳酸钾，碳酸钙)作为脱卤化氢剂，反应温度在50～120℃常压下进行反应1～20小时，得到纯度高，产率好的吲哚啉，收率可达96％。但其缺点是作为催化剂的二(8-羟基喹啉)铜价格昂贵，提高了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种合成吲哚啉及其衍生物的方法，该方法能够避免在高压条件下进行操作，避免用价格昂贵、毒性较大的有机胺等原料及催化剂，减少投资，可以节省成本，改善操作环境；而且，选用的催化剂易回收，产品收率高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种合成通式(I)吲哚啉及其衍生物的方法：

采用负载量为5～15wt％Cu/TiO₂的二氧化钛负载铜为催化剂，在脱卤化氢剂的作用下，由通式(II)化合物缩合反应而成，

其中：R₁、R₂、R₃、R₄代表氢、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基、硝基、C₁～C₄羟烷基；R₅代表氢、C₁～C₂烷基；X代表氯或者溴。

合成通式(I)吲哚啉及其衍生物的方法包括以下步骤：

①制备负载量为5～15wt％Cu/TiO₂的二氧化钛负载铜催化剂；

②加1摩尔份通式(II)化合物到1.1～3当量倍的脱卤化氢剂水溶液中，再加入负载量为5～15wt％Cu/TiO₂的二氧化钛负载铜催化剂，加入量相当于0.05～0.25摩尔份铜；

③慢慢升温至60～120℃保温反应5～10h；

④冷却，过滤，分层，分出有机层；水层用氯仿萃取后与有机层合并；固体用乙醇洗涤后回收用作催化剂；

⑤有机层用酸洗、水洗，然后减压精馏，收集产品。

本发明所述脱卤化氢剂优选为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐，进一步优选为氢氧化钠。

本发明合成通式(I)吲哚啉及其衍生物的方法中所述步骤①制备负载量为5～15wt％Cu/TiO₂的二氧化钛负载铜催化剂的方法为：

a.加100重量份载体二氧化钛于200～500重量份的去离子水中，然后加入折算铜量为5～15重量份的铜盐于体系中，充分搅拌；

b.慢慢搅拌下浸渍4h以上；

c.升温脱水，然后在110～120℃左右烘干；

d.在500℃下焙烧3～5h，即得。