[发明专利]一种基于离子液体系的3-甲基-喹噁啉-2-羧酸化学合成方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种新的基于离子液体系的高得率、高纯度、易操作的3-甲基-喹噁啉-2-羧酸化学合成方法。

背景技术

近年来，我国食品安全事件频发，尤其是2008年“三聚氰胺”事件以及2011年“瘦肉精”事件等重大食品安全事件的发生，给国家形象带来负面影响，给食品行业造成严重的经济损失，给广大人民群众身体健康和生命安全带来威胁，引起了国家领导人和人民群众的高度关注。因此，为保障食品质量和安全，国家加大了对兽药残留、农药残留、非法添加物等食品安全危害因子的检测力度。

喹乙醇是一种具有抗菌促生长作用的兽药，由于其过量会在动物体内残留，具有明显的蓄积毒性和DNA损伤等毒副作用，欧盟于1999年禁止在食品源动物养殖过程中使用该药作促生长添加剂，我国于2001年和2005年分别规定喹乙醇禁用于家禽、水产和体重超过35kg猪的养殖。喹乙醇本身不稳定，在动物体内会发生代谢而无法直接检测，其代谢产物3-甲基-喹噁啉-2-羧酸是世界卫生组织和联合国粮食与农业组织食品添加剂联合专家委员会认定的喹乙醇残留标识物，2014年3月1日起我国将3-甲基-喹噁啉-2-羧酸列为必检项目（检测限为1ng/mL）。因此，开展3-甲基-喹噁啉-2-羧酸合成研究对于其半抗原合成、抗体制备以及快速检测具有重要的现实意义和应用价值。

此前，本发明申请人基于吸电子诱导效应促进喹噁啉-1,4-二氧化物脱氧还原的机理进行创新，以喹乙醇为原料、乙醇水溶液为脱氧反应溶剂介质，经低亚硫酸钠脱氧、氢氧化钠水解两步反应成功合成了3-甲基-喹噁啉-2-羧酸，并申请了国家发明专利（一种3-甲基-喹噁啉-2-羧酸的高效化学合成方法，专利申请号：201310660750.7）。

本发明的核心是基于离子液体的溶剂特性和催化剂特性进行创新。离子液体是由特定的体积相对较大的有机阳离子和体积相对较小的无机阴离子构成的、在室温或近于室温下呈液态的物质，与传统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有以下突出优点：（1）离子液体几乎没有蒸气压、不挥发，具有作为环境友好的绿色溶剂的潜力；（2）可通过阴阳离子的设计，调节离子液体对无机化合物、有机化合物及聚合物的溶解性；（3）由于具有高极性和能溶解有机化合物及无机化合物的特性，已经有一些离子液体被作为催化剂用于有机合成；（4）由于离子液体不会形成恒沸系，有利于分离纯化后重复使用，可降低成本和减少对环境的污染。基于以上优点，离子液体作为溶剂和催化剂等方面的应用研究，正在世界范围内迅速开展。

因此，本发明以邻苯二胺和α-卤代-β-酮酯为原料，采用离子液体作为溶剂体系和催化剂，经环化和水解两步反应，自主研发了一种新的高得率、高纯度、易操作的3-甲基-喹噁啉-2-羧酸化学合成方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的基于离子液体系的高得率、高纯度、易操作的3-甲基-喹噁啉-2-羧酸化学合成方法，满足研究和应用需求。

本发明的技术方案：

一种新的基于离子液体系的高得率、高纯度、易操作的3-甲基-喹噁啉-2-羧酸化学合成方法（合成路径如附图1），其步骤如下：

（1）环化反应（机理如附图2）：以邻苯二胺和α-卤代-β-酮酯为原料，以离子液体为溶剂和催化剂，在室温条件、磁力搅拌下反应适当时间（用TLC指示反应终点）。反应终止后用乙醚萃取反应液，收集有机相，旋蒸浓缩后过层析柱（洗脱剂为乙酸乙酯:石油醚=1:3~1:10），洗脱液经旋蒸得到目标中间产物。萃取后剩下的离子液体通过真空干燥进行活化，使其可重复使用。

注：