CN101906068A

CN101906068A - 2-吡啶甲醛的制备方法

Info

Publication number: CN101906068A
Application number: CN2009101439706A
Authority: CN
Inventors: 何益民; 沈大冬; 潘子达; 陈建辉
Original assignee: Zhejiang Medicine Co Ltd Xinchang Pharmaceutical Factory
Current assignee: Zhejiang Medicine Co Ltd Xinchang Pharmaceutical Factory
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2029-06-04
Also published as: CN101906068B

Abstract

本发明提供了一种2-吡啶甲醛的制备方法，包括以下步骤：(1)以2-甲基吡啶为原料，卤代烃为溶剂、苯甲酰胺为催化剂、三氯异氰酸酯为氯化剂，升温回流反应得到2-氯甲基吡啶；(2)2-氯甲基吡啶在碱性条件下水解，升温反应制得2-吡啶甲醇；(3)2-吡啶甲醇以卤代烃为溶剂，2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物和溴化钾为催化剂，冷却至-10～0℃，滴加10wt.％的氧化剂为次氯酸钠溶液，滴毕在10～25℃保温得到2-吡啶甲醛。本发明提供的制备方法收率高、成本低、反应条件温和，易于工业化生产的2-吡啶甲醛。

Description

2-吡啶甲醛的制备方法

技术领域

本发明属有机化学领域，具体的说是一种2-吡啶甲醛的新的制备方法。

背景技术

2-吡啶甲醛作为重要的医药中间体和精细化工原料，应用范围广泛，市场前景广阔。在医药上，作为重要的医药中间体的2-吡啶甲醛可用来合成缓泻药比沙可啶，也是合成有机磷酸酯类解毒药解磷定的原料，并且最近有报道2-吡啶甲醛也可作为合成抗HIV蛋白酶抑制剂的原料；在农业上，2-吡啶甲醛是合成一些杀螨剂的必需中间体；在感光工业上，2-吡啶甲醛可用于合成含氮杂环类彩色照相材料。因此，研究出成本低、收率高、并且适用于工业生产的2-吡啶甲醛制备方法一直是科研人员努力的方向。

近年来，对2-吡啶甲醛的合成研究的报道很多，主要有以下几种路线：

(1)以2-甲基吡啶为起始原料，一种经氧化、酰化、水解制得2-吡啶甲醛，但该工艺中所用氧化剂二氧化硒或四乙酸铅毒害大，易造成环境污染(中国医药工业杂志1997，28(8)：377～388；山东医药工业2002，2(3)：1，齐鲁药事，23(2)：40，2004)。

(2)以2-吡啶甲醇为原料，氧化制备2-吡啶甲醛，该工艺文献报道的比较多，但是都需要用到许多贵金属催化剂，如Pt、Pd、Ru、Au等(Catalysis Today，121(1-2)，13-21；2007；Journal of MolecularCatalysis A：Chemical，246(1-2)，85-99；2006；Applied Catalysis，B：Environmental，70(1-4)，621-629；2007)；

CN101148400报到以氧气氧化2-吡啶甲醇，TEMPO(2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物)、亚硝酸钠、过渡金属盐为催化剂，制备2-吡啶甲醛，该工艺需在0.1～0.8MPa的高压下反应，不适合工业化大规模生产；

(3)CN1763009报道的以2-氰基吡啶为原料，在质子酸水溶液中，于一般温度下，分别采用固定床装置和釜式反应装置，以钯碳作为催化剂，催化加氢制备2-吡啶甲醛。该工艺步骤短，但原料2-氰基吡啶价格较高，生产成本高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种收率高、成本低、反应条件温和、易于工业化生产的2-吡啶甲醛的新制备方法。

本发明提供了一种2-吡啶甲醛的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：

(1)以2-甲基吡啶为原料，卤代烃为溶剂、苯甲酰胺为催化剂、三氯异氰酸酯

为氯化剂，升温回流反应得到2-氯甲基吡啶，反应方程式如下：

(2)2-氯甲基吡啶在碱性条件下水解，升温反应制得2-吡啶甲醇，反应方程式如下：

(3)2-吡啶甲醇以卤代烃为溶剂，2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物和溴化钾为催化剂，冷却至-10～0℃，滴加10wt.％的氧化剂为次氯酸钠溶液，滴毕在10～25℃下保温，得到2-吡啶甲醛，反应方程式如下：

最好，所述卤代烃为低级饱和卤代烃，所述低级饱和卤代烃为二氯甲烷、氯仿或1，2-二氯乙烷。

最好，步骤(1)中2-甲基吡啶与三氯异氰酸酯的摩尔配比为1∶1.08。

最好，步骤(1)中将所述三氯异氰酸酯在1小时内滴加入到2-甲基吡啶、卤代烃和苯甲酰胺的混合溶液中。

最好，步骤(1)中升温至40～90℃回流反应2～3小时。

最好，步骤(1)反应完毕后，冷却、过滤反应液，氯仿洗涤滤渣，合并洗涤液，随后用饱和碳酸钠溶液洗涤有机相，氯仿萃取水层、合并有机相，减压蒸干溶剂得到2-氯甲基吡啶。

最好，步骤(2)中所述碱性条件为碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液或草酸钾溶液。

最好，步骤(2)中回流反应时间为5～7小时。

最好，步骤(2)反应完毕后，二氯甲烷萃取，饱和盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。

最好，步骤(3)中催化剂2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物摩尔用量为底物2-吡啶甲醇摩尔用量的0.5～1.5％。

最好，步骤(3)中在10～25℃保温30～60分钟。

最好，步骤(3)反应完毕后，二氯甲烷萃取分层后的水层，合并有机相，依次用硫代硫酸钠、饱和盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏收集2-吡啶甲醛。

本发明提供的一种2-吡啶甲醛的制备方法，同现有技术相比，具有以下有益效果：(1)、本发明以三氯异氰酸酯为氯代试剂，通过控制反应配比和时间，可以将产物控制在一氯代阶段；(2)、本发明以次氯酸钠为氧化剂、TEMPO为催化剂，氧化条件温和，反应完全，三废少；(3)、本发明总收率高，生产成本低，易于工业规模化生产。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明，下面给出一系列实施例。这些实施例完全是例证性的，它们仅用来对本发明进行具体描述，不应当理解为对本发明的限制。

本发明制备方法的反应流程如下：

实施例1：2-氯甲基吡啶(3)的制备

在250mL三口烧瓶中依次加入2-甲基吡啶(2)(33g，0.35mol)、三氯甲烷(125mL)、苯甲酰胺(1.5g，12.3mmol)。升温回流，在1h内加完氯化剂三氯异氰酸酯(90g，0.38mol)，加毕，继续升温至40℃回流2h，薄层色谱跟踪分析，待反应全部转化为2-氯甲基吡啶时，冷却。过滤反应液，将滤渣用氯仿洗涤(2×100mL)，合并洗涤液。用饱和碳酸钠溶液洗涤有机相，分层，水层用氯仿萃取(2×50mL)，合并有机相，减压蒸除溶剂得2-氯甲基吡啶(3)42.4g，收率为95％。¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ5.8(s，2H)，7.3～8.5(m，4H)。

实施例2：2-氯甲基吡啶(3)的制备

在250mL三口烧瓶中依次加入2-甲基吡啶(2)(33g，0.35mol)、二氯甲烷(125mL)、苯甲酰胺(1.5g，12.3mmol)。升温回流，在1h内加完氯化剂三氯异氰酸酯(90g，0.38mol)，加毕，继续升温至90℃回流2.5h，薄层色谱跟踪分析，待反应全部转化为2-氯甲基吡啶时，冷却。过滤反应液，将滤渣用氯仿洗涤(2×100mL)，合并洗涤液。用饱和碳酸钠溶液洗涤有机相，分层，水层用二氯甲烷萃取(2×50mL)，合并有机相，减压蒸除溶剂得2-氯甲基吡啶(3)42.3g，收率为94％。¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ5.8(s，2H)，7.3～8.5(m，4H)。

实施例3：2-氯甲基吡啶(3)的制备

在250mL三口烧瓶中依次加入2-甲基吡啶(2)(33g，0.35mol)、1，2-二氯乙烷(125mL)、苯甲酰胺(1.5g，12.3mmol)。升温回流，在1h内加完氯化剂三氯异氰酸酯(90g，0.38mol)，加毕，继续升温至60℃回流3h，薄层色谱跟踪分析，待反应全部转化为2-氯甲基吡啶时，冷却。过滤反应液，将滤渣用氯仿洗涤(2×100mL)，合并洗涤液。用饱和碳酸钠溶液洗涤有机相，分层，水层用氯仿萃取(2×50mL)，合并有机相，减压蒸除溶剂得2-氯甲基吡啶(3)40.1g，收率为90％。¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ5.8(s，2H)，7.3～8.5(m，4H)。

实施例4：2-吡啶甲醇(4)的制备

在250mL三口瓶中加入2-氯甲基吡啶(3)(38.3g，0.30mol)、NaOH(24g，0.6mol)和水(180mL)，升温回流6～7h，反应完毕。冷却，二氯甲烷(3×100mL)萃取反应液，合并有机相，饱和盐水(2×50mL)洗涤，无水硫酸钠干燥6h，减压蒸干溶剂得2-吡啶甲醇(4)27.5g，收率为84％。¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ2(s，1H)，δ5.2(s，2H)，7.3～8.5(m，4H)。

实施例5：2-吡啶甲醇(4)的制备

在250mL三口瓶中加入2-氯甲基吡啶(3)(38.3g，0.30mol)、草酸钾(99.6g，0.6mol)和水(180mL)，升温回流5～6h，反应完毕。冷却，二氯甲烷(3×100mL)萃取反应液，合并有机相，饱和盐水(2×50mL)洗涤，无水硫酸钠干燥6h，减压蒸干溶剂得2-吡啶甲醇(4)28.4g，收率为87％。¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ2(s，1H)，δ5.2(s，2H)，7.3～8.5(m，4H)。

实施例6：2-吡啶甲醛(1)的制备

在500mL三口瓶中加入2-吡啶甲醇(4)(25g，0.23mol)、TEMPO(0.18g，1.15mmol，0.5％)、二氯甲烷(100mL)、溴化钾(2.7g，23mmol)和水(10mL)的溶液，在搅拌下冷却至-10℃，滴加10％次氯酸钠溶液(300mL，0.3mol)(使用前调节次氯酸钠溶液pH为9.5)，滴毕，内温升至10℃，保温反应30min。静置分层，水层用二氯甲烷(3×50mL)萃取，合并有机相，依次用10％硫代硫酸钠(2×30mL)、饱和盐水(2×50mL)洗涤，无水硫酸钠干燥6h。减压蒸馏，收集63～65℃/1.73kPa馏分得2-吡啶甲醛(1)21.6g，收率为88％。¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.3～8.5(m，4H)，δ9.6(s，1H)。

实施例7：2-吡啶甲醛(1)的制备

在500mL三口瓶中加入2-吡啶甲醇(4)(25g，0.23mol)、TEMPO(0.54g，3.45mmol，1.5％)、氯仿(100mL)、溴化钾(2.7g，23mmol)和水(10mL)的溶液，在搅拌下冷却至0℃，滴加10％次氯酸钠溶液(300mL，0.3mol)(使用前调节次氯酸钠溶液pH为9.5)，滴毕，内温升至25℃，保温反应60min。静置分层，水层用氯仿(3×50mL)萃取，合并有机相，依次用10％硫代硫酸钠(2×30mL)、饱和盐水(2×50mL)洗涤，无水硫酸钠干燥6h。减压蒸馏，收集63～65℃/1.73kPa馏分得2-吡啶甲醛(1)19.7g，收率为80％。¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.3～8.5(m，4H)，δ9.6(s，1H)。

实施例8：2-吡啶甲醛(1)的制备

在500mL三口瓶中加入2-吡啶甲醇(4)(25g，0.23mol)、TEMPO(0.36g，2.3mmol，1.0％)、1，2-二氯乙烷(100mL)、溴化钾(2.7g，23mmol)和水(10mL)的溶液，在搅拌下冷却至-5℃，滴加10％次氯酸钠溶液(300mL，0.3mol)(使用前调节次氯酸钠溶液pH为9.5)，滴毕，内温升至15℃，保温反应30min。静置分层，水层用1，2-二氯乙烷(3×50mL)萃取，合并有机相，依次用10％硫代硫酸钠(2×30mL)、饱和盐水(2×50mL)洗涤，无水硫酸钠干燥6h。减压蒸馏，收集63～65℃/1.73kPa馏分得2-吡啶甲醛(1)19.7g，收率为80％。¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.3～8.5(m，4H)，δ9.6(s，1H)。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims

1.一种2-吡啶甲醛的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)以2-甲基吡啶为原料，卤代烃为溶剂、苯甲酰胺为催化剂、三氯异氰酸酯为氯化剂，升温回流反应得到2-氯甲基吡啶，反应方程式如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述卤代烃为二氯甲烷、氯仿或1，2-二氯乙烷。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中2-甲基吡啶与三氯异氰酸酯的摩尔配比为1∶1.08。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中将所述三氯异氰酸酯在1小时内滴加入到2-甲基吡啶、卤代烃和苯甲酰胺的混合溶液中。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中升温至40～90℃回流反应2～3小时。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)反应完毕后，冷却、过滤反应液，氯仿洗涤滤渣，合并洗涤液，随后用饱和碳酸钠溶液洗涤有机相，氯仿萃取水层、合并有机相，减压蒸干溶剂得到2-氯甲基吡啶。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱性条件为碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液或草酸钾溶液。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中回流反应时间为5～7小时。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)反应完毕后，二氯甲烷萃取，饱和盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中催化剂2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物摩尔用量为底物2-吡啶甲醇摩尔用量的0.5～1.5％。

11.根据权利要求1或10所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在10～25℃保温30～60分钟。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)反应完毕后，二氯甲烷萃取分层后的水层，合并有机相，依次用硫代硫酸钠、饱和盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏收集2-吡啶甲醛。