[发明专利]一种3‑甲基吲哚的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3-甲基吲哚的制备方法，具体地说是由苯胺和1,2-丙二醇一步催化合成3-甲基吲哚的方法。

背景技术

3-甲基吲哚是重要的医药、农药试剂，因其独有的化学结构，使得其衍生出的医药和农药具有独特的生理活性。可用于制备抗局部缺血药物，前列腺疾病治疗药和记忆增强剂镇痛药等；它也是香料的原料，虽然纯品具有强烈的粪臭味，让人极不舒服，而在稀释后具有优美的大灵猫香及茉莉花香味，常用于茉莉、柠檬、紫丁香、兰花和荷花等人造花精油的调配，可以代替吲哚作为定香剂使用。

目前3-甲基吲哚合成方法较多，Gopal和Siwach等人用摩尔比为1:6的吲哚与甲醇为原料气相催化反应，得到收率为33%～55%的3-甲基吲哚（Appl Catal A: General 2002 Vol.224 No.121-128）；Fujita 等人以镥铱络合物为催化剂，在111℃回流反应20 h，氧化环化氨基醇得到3-甲基吲哚的收率为73%（Organic Letters 2002 Nol.16 No.2691-2694）；Chan等人以苯胺和甲基环氧乙烷为原料在催化剂RuCl₃的作用下环化成3-甲基吲哚和2-甲基吲哚，其中3-甲基吲哚收率只有11%，所得到的产物主要是2-甲基吲哚（Tetrahedron Letters 2003 Vol.44 No.2975-2977）；Fischer以丙醛与苯肼加热脱去水分子形成丙醛苯腙，然后与硫酸加热，脱去氨分子环化得到3-甲基吲哚，收率85%，但产物分离困难（Org. Prep. Proc. Int. 1993 Vol.25 No.607-610）；Yokoyama等人使用钯催化2-碘苯胺和烯丙醇反应，3-甲基吲哚收率63%，要过柱分离产物（Adv. Synth. Catal. 2007 Vol.349 No.662-668）；Simoneau等人以苯肼和硝基丙烷反应，3-甲基吲哚收率50%（Tetrahedron Letters 2007 Vol.48 No.1809-1811）；Liu 等人报道了使用KOH在THF和H₂O溶剂中，用溴化十六烷三甲基铵（CTAB）催化N-甲苯基硫磺吲哚脱去N-甲苯磺酰基合成3-甲基吲哚（ORG PROCESS RES DEV. 2008 Vol.12 No.778-780）。液相法制备3-甲基吲哚，虽然有较高产物收率的优点，但也存在相当多的缺点，如反应原料复杂、价格昂贵、反应条件较为苛刻、反应操作存在危险性以及反应中需要使用大量有毒溶剂污染环境等。

苯胺和1,2-丙二醇一步反应即可生成3-甲基吲哚，反应过程如式1所示。

该方法不仅原料价格低廉，生产成本低，操作工艺简单，而且反应过程中造成环境污染的废弃物少，具有明显的优点，是合成3-甲基吲哚最有前途的一种方法。Campanati等人以摩尔比为1:1苯胺和1,2-丙二醇为原料、ZrO₂/SiO₂为催化剂，在310℃下，通过常压固定床气相催化反应1h得到12%的3-甲基吲哚（Journal of Catalysis 2005 Vol.232 No. 1-9）；Zheng 等人通过苯胺和1,2-丙二醇为原料、Ag/SiO₂为催化剂，常压固定床气相催化合成3-甲基吲哚，收率为35%（Chin. J. Catal. 2008 Vol.29 No.1199-1201）。为解决上述研究3-甲基吲哚收率偏低的问题，我们对物料比例和催化剂成分进行了优化，使产品收率显著提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的3-甲基吲哚收率低、反应条件苛刻的问题，对物料比例和催化剂成分进行了优化，提供一种新的一步法合成3-甲基吲哚的方法。

本发明采用的技术方案如下：一种3-甲基吲哚的制备方法，反应器气相进料中添加体积分数为0.01~5%的氢气和体积分数为0.5~50%的水蒸汽，苯胺与1,2-丙二醇按照摩尔比2:1~15:1混合进入固定床反应器，与Ag基催化剂接触，反应温度为200~500℃，压力0~2Mpa，气相停留时间0.2~20秒，得到3-甲基吲哚。

上述技术方案中，所述反应器为固定床，所述催化剂为Ag基催化剂，Ag的负载质量百分数为1~40%，并加入一定量的ZnO、FeO、CeO、MgO、NiO等辅助催化剂（一种或几种），载体为SiO₂。