專利名稱：：一種吲哚-4-甲醛的合成方法
技術領域：
：本發明屬于精細化工產品的合成工藝領域，特別涉及一種以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為起始原料的n引哚-4-甲醛合成新工藝。
背景技術：
：n引哚4-甲醛化合物是一類重要的醫藥、農藥、香料和有機化工中間體，隨著其應用研究的進展，由其衍生出許多重要的醫藥、農藥、染料、香料己成為目前國內外熱點的雜環類精細化工中間體，市場需求非常迅速，發展前景廣闊。關于其應用研究一直持久不衰，新的應用領域仍在不斷的被開發出來，由于我國在這一方面研究的相對較少，對吲哚4-甲醛系列化合物的研究和制備已大大落后于一些發達國家，因此對吲哚4-甲醛系列化合物的研究有著重要的意義。目前,國內外合成吲哚4-甲醛及其衍生物主要有以下幾種方法(1)以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為原料,經L-B法先合成吲哚4-甲酸甲酯，再用異丁氧基氫化鋁或者氫化鋁鋰還原得4-羥甲基吲哚,最后用活性Mn02或高錳酸鉀氧化得到吲哚4-甲醛；(2)以2-甲基-3-硝基苯腈為原料，同樣用L-B法先合成4-氰基吲哚，再氫化還原得吲哚"4-甲醛；(3)以4氧代-4,5,6，7-四氫吲哚為原料經加氫、脫氫、堿化制得吲哚4-甲醛。方法(l)用異丁基氫化鋁還原要求在-70'C下操作，且需無水，加之需要錳鹽氧化，難實現工業化;方法(2)反應原料很難得到，也難以工業化；方法(3)過程復雜，成本較高，也難實現工業化生產規模。另外還有其它的合成吲哚4-甲醛的報道，均難以實現工業化規模的生產。
發明內容技術問題本發明旨在提供一種操作過程簡便，對合成條件無特殊要求，適合工業化生產的吲哚-4-甲醛的合成工藝。技術方案本發明的技術解決方案可依如下方式實現a.以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為原料，經過硼氫化鈉還原得2-甲基-3-硝基苯甲醇，b.2-甲基-3-硝基苯甲醇經氧化催化劑制得2-甲基-3-硝基苯甲醛，c.用乙二醇保護2-甲基-3-硝基苯甲醛的醛基，d.經iV，W-二甲基甲酰胺二甲基縮醛DMFDMA縮合、RaneyNi-水合肼還原環化并水解一步進行反應合成吲哚-4-甲醛產品。所述催化劑為2-甲基-3-硝基苯甲醇用量的0.13%。所述氧化催化劑為鋁鎳合金加雙氧水，鋁鎳合金與雙氧水的質量比為1:300500。本發明吲哚-4-甲醛合成路線為4本發明的創新點(1)擁有新型的苯甲醛氧化催化劑制備方法；(2)在縮合過程中使用了縮合穩定劑，從而避免了硝基化合物高溫下爆炸的危險；(3)還原環化并水解一步進行，使得整個過程均為水溶劑，不涉及有機溶劑。1)氧化催化劑的發現從2-甲基-3-硝基苯甲醇氧化制備苯甲醇，傳統工藝是使用活性Y-二氧化錳進行氧化，而錳鹽已經是國際上較少使用的污染物之一。我們使用催化劑量的鋁鎳合金加雙氧水低溫溫和氧化即可以較高產率得到2-甲基-3-硝基苯甲醛原料。2)縮合穩定劑的使用乙二醇保護醛基后經與iV，W-二甲基甲酰胺二甲基縮醛(DMFDMA)的二甲基甲酰胺溶液中縮合得到的縮合物中間體，在提純過程中，牽涉到減壓脫除溶劑的過程。由于該縮合物中間體結構中含有硝基甲苯類結構，也就是TNT類似的結構單元，一旦操作不當，極易發生爆炸危險。而我們在提純過程中，加入了一種縮合穩定劑，使得工業操作變得簡單和易操作，能夠高質量地獲得縮合物中間體。3)無有機溶劑一步環化并水解過程使用拉尼鎳催化及水合肼無有機溶劑一步環化并水解過程，使得整個工業過程更加環境友好，不但節約了有機溶劑的使用，也可以高產量地獲得吲哚4-甲醛產品。有益效果本發明與已有技術比較具有如下有點1)本發明提供的吲哚-4-甲醛合成工藝，環境友好，適合工業化生產。2)本發明得到的吲哚4-甲醛為淺黃色至淺棕色粉末，純度》98.0%。3)本發明得到的吲哚-4-甲醛灼燒殘渣《0.5%。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。1、2-甲基-3-硝基苯甲醇1的合成在裝有機械攪拌器、回流冷凝管和恒壓滴液漏斗的10001^三口瓶上加入2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯39.0(0.2mol)，叔丁醇600mL和NaBH4l9.0(0.5mo1)，加熱至回流，滴加甲醇150mL,滴畢，繼續回流反應lh。混合物冷卻至室溫后加適量水，減壓蒸除溶劑，向殘余物中加入水和氯仿，分出有機層，無水硫酸鈉干燥后蒸除溶劑，冷卻，固化得黃色固體130.7g，產率91.9%，m,p.69。C7rC。2、2-甲基-3-硝基苯甲醛2的合成在裝有機械攪拌器、回流冷凝管和恒壓滴液漏斗的500mL三口瓶中加入摻雜有鈷的鎳合金粉0.2g和H20280mL，攪拌下加入含120g(120mmol)的乙醇溶液130mL，0.05MPa空氣室溫鼓泡反應7-8h后，加入甲苯100mLx2次萃取。合并萃取液并加活性碳2g回流0.5h，濾去活性碳，濾液減壓蒸除溶劑，冷卻固化，經乙醇/水重結晶得類白色固體214g，產率71.1%，m.p.54°C56'C。3、醛基的保護3在裝有分水器的250mL燒瓶中加入214g(85mrno1)，甲苯lOOmL及對甲苯磺酸O.Sg,加熱回流反應6h，待分水器中分出大約2mL水時停止反應。冷卻反應液并分別用飽和Na2C03溶液和水洗滌，分出甲苯層，用無水硫酸鈉干燥過夜，減壓蒸去部分甲苯后冷卻結晶的淺黃色固體315g,收率85.7%，m.p.62'C~64'C。4、U引噪-4-甲醛4的合成在安裝有縮合反應裝置的250mL三口瓶中加入314g(67mmo1)，DMFDMA16g(130mmo1)，DMF80mL，六氫吡啶8.5g(lOOmmol)，通N;j保護，加熱至130TC14(TC反應5h。反應完畢后冷卻到室溫,加入含縮合穩定劑的40%水溶液，攪拌0.5h后,過濾得白色粉狀物質。直接將該固體加入到80ml水中，2.5gRaneyNi，加熱至45'C50'C時滴加80。/。水合肼40g(控制反應溫度在50'C55'C)，滴畢，繼續在此溫度反應2h3h后加5g活性碳回流0.5h，濾去RaneyNi和活性碳，濾液直接減壓蒸去水(溫度不高于50'C)，得黃色固體42.58，含量98%以上，收率25.8%,m.p.140'C142"C。'H-NMR(DMSO-d6):^7.10-7.79(m，5H)，10.19(d，lH)，11.62(s,lH)液相色譜的測試條件如下取本品適量，加流動相制成每lml中含2mg的溶液，照高效液相色譜法試驗，用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑，[乙腈:水=55:45]為流動相，檢測波長為210nm，進樣量為20ul檢測含量。本發明的保護范圍將不僅局限于上述具體實施方式，任何以2-甲基-3-硝基苯甲醇經空氣氧化合成2-甲基-3-硝基苯甲醛；加入縮合穩定劑使縮合物直接析出；并且低溫脫水獲得吲哚"4-甲醛的合成工藝均應認定落入本發明的保護范圍之內。本發明制得的吲哚斗甲醛樣品液相色譜分析結果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求1.一種吲哚-4-甲醛的合成方法，其特征在于該合成方法為a.以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為原料，經過硼氫化鈉還原得2-甲基-3-硝基苯甲醇，b.2-甲基-3-硝基苯甲醇經氧化催化劑制得2-甲基-3-硝基苯甲醛，c.用乙二醇保護2-甲基-3-硝基苯甲醛的醛基，d.經N，N-二甲基甲酰胺二甲基縮醛DMFDMA縮合、RaneyNi-水合肼還原環化并水解一步進行反應合成吲哚-4-甲醛產品。2、根據權利要求1所述的吲哚-4-甲醛的合成方法，其特征在于所述催化劑為2-甲基-3-硝基苯甲醇用量的0.13%。3、根據權利要求2所述的吲哚-4-甲醛的合成方法，其特征在于所述氧化催化劑為鋁鎳合金加雙氧水，鋁鎳合金與雙氧水的質量比為1:300500。全文摘要一種吲哚-4-甲醛的合成方法，解決了環境污染大的問題，避免了硝基化合物高溫下爆炸危險。該工藝通過如下過程實現a.以2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯為原料，經過硼氫化鈉還原得2-甲基-3-硝基苯甲醇，b.2-甲基-3-硝基苯甲醇經氧化催化劑制得2-甲基-3-硝基苯甲醛，c.用乙二醇保護2-甲基-3-硝基苯甲醛的醛基，d.經N，N-二甲基甲酰胺二甲基縮醛DMFDMA縮合、RaneyNi-水合肼還原環化并水解一步進行反應合成吲哚-4-甲醛產品。該方法是一種很有前途的合成吲哚-4-甲醛產品的方法，具有較高的工業應用價值。文檔編號C07D209/08GK101245045SQ20081002447公開日2008年8月20日申請日期2008年3月25日優先權日2008年3月25日發明者楊燕美,葛裕華申請人:東南大學