CN103172560B - 3-取代-5-氟-吡啶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新的3-取代-5-氟-吡啶的制备方法。包括的步骤：3-取代-5-吡啶四氟硼酸重氮盐与离子液体混合，搅拌下加热进行裂解反应，本发明可以克服已有技术的缺点，工艺简单，操作容易，产品纯度高，绿色安全。
Description
技术领域
本发明涉及3-取代-5-氟-吡啶的制备方法。
背景技术
芳香族氟化物由于其独特的化学性能及生物活性，受到医药和农药等领域的广泛关注，已经成为21世纪各大研究机构和企业开发的热点，其中含氟吡啶及其衍生物无论国内外开发和利用都较早、较多。近十多年来，多种含氟吡啶类化合物相继合成，并在农药、医药等领域得到应用。在芳香化合物中引入氟原子的方法，最常用的是Balz-Schiemann反应(重氮法)，但此方法也存在着较大的局限性：由于大部分重氮盐需要在溶剂中分解，因此所要求的溶剂必须是能加热到重氮盐分解温度的非反应性液体，如甲苯、二甲苯、石油醚等，而这些惰性溶剂对重氮盐的溶解性很差，一般只能选择重氮盐在其中悬浮裂解，不能使重氮盐更均匀地分散在反应体系中，因而反应效果差；另外，部分有机溶剂还具有易挥发、易燃、对热不稳定、污染环境等缺陷。
被称为“液体分子筛”的离子液体作为新型高效的绿色溶剂，在近年来成为研究的热点之一，在有机合成中已经得到了广泛的应用。目前，离子液体已广泛应用于催化、电化学、材料和萃取分离等领域。一般的离子化合物只有在高温状态下才能变成液态，而与之不同的离子液体在室温附近很大的温度范围内均为液态，且它的组成和性质可以根据需要进行调整和设计，适应性很高，又被称为可设计型溶剂。离子液体对许多化合物具有良好的溶解性能，并且不易挥发、不易燃、对热稳定、绿色安全、环境友好。离子液体具有较大的极性可调控性，粘度大，密度大，可以形成二相或多相体系，适合作分离溶剂或构成反应-分离耦合新体系。与传统的有机溶剂相比，离子液体作为溶剂可以改变反应的机理，使催化剂的活性、稳定性更好，选择性、转化率更高。由于离子液体的这些特殊性质和表现，它被认为与超临界CO2和双水相一起构成三大绿色溶剂，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的3-取代-5-氟-吡啶的制备方法。可以克服已有技术的缺点。本发明工艺简单，操作容易，产品纯度高，绿色安全。
本发明提供的3-取代-5-氟-吡啶的制备方法是在离子液体中将3-取代-5-吡啶四氟硼酸重氮盐进行裂解。反应路线：
R表示C1-5的饱和烷基，羧基，甲酯基，乙酯基，乙酰基，丙酰基。
本发明提供的3-取代-5-氟-吡啶的制备方法包括的步骤：
1)3-取代-5-吡啶四氟硼酸重氮盐与离子液体混合，搅拌下加热反应
3-取代-5-吡啶四氟硼酸重氮盐与离子液体的摩尔比为1∶10-1∶20，加热温度为60-120℃；优选80-100℃；反应时间为1-2h；
所述的离子液体的阳离子部分为1，3-二烷基取代咪唑离子，优选1-丁基-3-甲基咪唑离子[bmim]或1-乙基-3-甲基咪唑离子[emim]；
所述的离子液体的阴离子部分为BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、CF3COO-、C3F7COO-的一种，优选BF4 -或PF6 -；
2)反应液冷却至室温后，加入水，以有机溶剂萃取有机相，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，蒸发溶剂得产品。
所述的有机萃取剂为***、甲基叔丁基醚、异丙醚中的一种或它们的混合。
本发明制备的3-取代-5-氟-吡啶由于其独特的化学性能及生物活性，在医药和农药等领域应用极其广泛。本发明工艺简单，操作容易，产品纯度高，绿色安全。
具体实施方式
本发明将通过下述实施例作进一步说明。
本发明使用的试剂均为市售产品。
实施例1：5-氟吡啶-3-甲酸的制备
取干燥的3-羧基-5-吡啶四氟硼酸重氮盐2g(0.00844mol)，加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[bmim]PF6 24g(0.0844mol)，机械搅拌下升温至100℃，在此温度下裂解1.5h。停止加热，反应液冷却至室温后，加入50ml水，用甲基叔丁基醚萃取有机相5次，每次30ml，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得0.7g白色固体，即5-氟吡啶-3-甲酸，收率58.8％。
熔点：195-197℃
1HNMR(DMSO-d6)：δ8.94(s，1H)，δ8.83(s，1H)，δ8.09(s，1H)ppm
19FNMR(DMSO-d6)：δ-126.49ppm(s，1F).
实施例2：5-氟吡啶-3-甲酸的制备
取干燥的3-羧基-5-吡啶四氟硼酸重氮盐2g(0.00844mol)，加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[bmim]BF4 19g(0.0844mol)，机械搅拌下升温至100℃，在此温度下裂解1.5h。停止加热，反应液冷却至室温后，加入50ml水，用甲基叔丁基醚萃取有机相5次，每次30ml，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得0.65g白色固体，即5-氟吡啶-3-甲酸，收率54.6％。
实施例3：5-氟吡啶-3-甲酸的制备
取干燥的3-羧基-5-吡啶四氟硼酸重氮盐2g(0.00844mol)，加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[bmim]BF4 38g(0.1688mol)，机械搅拌下升温至90℃，在此温度下裂解2h。停止加热，反应液冷却至室温后，加入50ml水，用异丙醚萃取有机相5次，每次30ml，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得0.60g白色固体，即5-氟吡啶-3-甲酸，收率50.4％。
实施例4：5-氟吡啶-3-甲酸甲酯的制备
取干燥的3-甲酸甲酯基-5-吡啶四氟硼酸重氮盐2.50g(0.01mol)，加入离了液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[bmim]PF6 28g(0.1mol)，机械搅拌下升温至100℃，在此温度下裂解1.5h。停止加热，反应液冷却至室温后，加入50ml水，甲基叔丁基醚萃取有机相5次，每次30ml，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得1.30g黄色固体，即5-氟吡啶-3-甲酸甲酯，收率84.11％。
熔点：47-48℃
1HNMR(DMSO-d6)：δ8.95(s，1H)，δ8.86(s，1H)，δ8.16(s，1H)，δ3.90(s，3H)ppm.
19FNMR(DMSO-d6)：δ-125.03ppm(s，1F)
实施例5：5-氟吡啶-3-甲酸甲酯的制备
取干燥的3-甲酸甲酯基-5-吡啶四氟硼酸重氮盐2.50g(0.01mol)，加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[bmim]PF6 42g(0.15mol)，机械搅拌下升温至90℃，在此温度下裂解2h。停止加热，反应液冷却至室温后，加入50ml水，甲基叔丁基醚萃取有机相5次，每次30ml，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得1.20g黄色固体，即5-氟吡啶-3-甲酸甲酯，收率77.64％。
实施例6：5-氟吡啶-3-甲酸甲酯的制备
取干燥的3-甲酸甲酯基-5-吡啶四氟硼酸重氮盐2.50g(0.01mol)，加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[bmim]BF4 22.6g(0.1mol)，机械搅拌下升温至90℃，在此温度下裂解2h。停止加热，反应液冷却至室温后，加入50ml水，***萃取有机相5次，每次30ml，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得1.02g黄色固体，即5-氟吡啶-3-甲酸甲酯，收率65.8％。
Claims (3)
1.一种3-取代-5-氟-吡啶的制备方法，其特征在于包括的步骤：
1)3-取代-5-吡啶四氟硼酸重氮盐与离子液体混合，搅拌下60-120℃加热反应1-2小时；其中3-取代-5-吡啶四氟硼酸重氮盐与离子液体的摩尔比为1∶10-1∶20；
2)反应液冷却至室温后，加入水，以有机溶剂萃取有机相，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，蒸发溶剂得产品；
R表示C1-5的饱和烷基，羧基，甲酯基，乙酯基，乙酰基或丙酰基；
所述离子液体的阳离子部分为1-丁基-3-甲基咪唑离子[bmim]或1-乙基-3-甲基咪唑离子[emim]；所述的离子液体的阴离子部分为BF4 -或PF6 -。
2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤1)的加热温度为80-100℃；于步骤2)的有机萃取剂为***、甲基叔丁基醚、异丙醚中的一种或它们的混合。
3.权利要求1所述的制备方法，其特征在于取干燥的3-甲酸甲酯基-5-吡啶四氟硼酸重氮盐0.01mol，加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[bmim]PF60.1mol，机械搅拌下升温至100℃，在此温度下裂解1.5h，停止加热，反应液冷却至室温后，加入50ml水，甲基叔丁基醚萃取有机相5次，每次30ml，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得1.30g黄色固体，即5-氟吡啶-3-甲酸甲酯，收率84.11％。
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| 2-氨基-5-氟吡啶合成工艺的改进;柴军民;《中国优秀硕士论文电子期刊网》;20100930;第23页第3段 * |
| Fluorodediazoniation in ionic liquid solvents: new life for the Balz±Schiemann reaction;Kenneth K. Laali et al;《Journal of Fluorine Chemistry》;20011231;第107卷;第31-34页 * |
Also Published As
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