一种2,6-吡啶二羧酸的制备方法技术

技术编号:22095892 阅读:33 留言:0更新日期:2019-09-14 01:31
本发明专利技术提供一种2,6‑吡啶二羧酸的制备方法,利用1,7‑庚二酸或1,7‑庚二酸二酯(I)为原料,经卤代反应得到2,2,6,6‑四卤代物(II),然后和氨经环化反应制得二氢吡啶衍生物(III),再经氧化剂氧化或经氧化‑水解得到2,6‑吡啶二羧酸。本发明专利技术的方法原料价廉易得,制备方法简单、易于实现、安全环保,废水量小,成本低,产率和选择性高,副产物少,适于工业化生产。

Preparation of 2,6-pyridine dicarboxylic acid

【技术实现步骤摘要】
一种2,6-吡啶二羧酸的制备方法
本专利技术涉及一种2,6-吡啶二羧酸的制备方法,属于医药化学

技术介绍
2,6-吡啶二羧酸是一种重要的中间体,可用来合成多种医药、农药和高性能颜料。2,6-吡啶二羧酸的制备方法主要包括甲基氧化反应法和羰基化反应法。1、甲基氧化反应法制备2,6-吡啶二羧酸文献“Synth.Commun.1992,22,2691”利用2,6-二甲基吡啶直接化学氧化反应来制备2,6-吡啶二羧酸。中国专利文献CN103664767A利用2-甲基-6-羧酸吡啶为原料,于有机溶剂中,滴加高锰酸钾溶液进行氧化10-12小时,过滤,酸化所得滤液,沉淀析出,过滤得到2,6-吡啶二甲酸,但未给出具体收率。上述两种方法均属于甲基氧化法,因为甲基氧化法使用了昂贵的试剂和/或有毒的试剂,原料价格高,废水量大,制备时间长,不适于工业化生产。2、羰基化反应法制备2,6-吡啶二羧酸中国专利文献CN1193015A利用2,6-二氯吡啶于1,1′-双(二苯膦基)二茂铁/乙酸钯/乙酸钠催化体系下,一氧化碳/醇存在下,压力反应制备2,6-吡啶二羧酸二酯,经水解制备2,6-吡啶二羧酸,收率为51-85%。但该方法需在高压下进行,只能得到中等产率的吡啶羧酸酯,且单羰基化副产物比例较高。中国专利文献CN106187875A采用2,6-二氯吡啶为原料,在隔绝空气的情况下,以无水乙醚或THF为溶剂,在引发剂的作用下与活泼金属作用得到相应的格氏试剂,降温后,通入过量干燥的二氧化碳气体,经酸化得到2,6-吡啶二羧酸,报道收率90-92%。但该方法操作安全性差,所得格氏试剂稳定性差,不利于放大生产。除以上化学方法外,还有生物提取法。以上方法均存在原料来源不便,工艺过程酸性废水量大,环境污染大,成本高,反应条件苛刻,产率和选择性低,不适合绿色工业化生产的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供一种绿色安全、简便的2,6-吡啶二羧酸的制备方法。本专利技术的方法原料价廉易得,制备方法简单、易于实现、安全环保,废水量小,成本低,产率和选择性高,副产物少,适于工业化生产。术语说明:式I化合物:1,7-庚二酸或1,7-庚二酸二酯;式II化合物:2,2,6,6-四卤代-1,7-庚二酸或2,2,6,6-四卤代-1,7-庚二酸二酯;式III化合物:1,4-二氢吡啶-2,6-二羧酸或1,4-二氢吡啶-2,6-二羧酸二酯;本说明书中的化合物编号与结构式编号完全一致,具有相同的指代关系。本专利技术的技术方案如下:一种2,6-吡啶二羧酸的制备方法,包括步骤:于溶剂中,在催化剂的作用下,式I化合物和卤素源发生卤代反应得到式II化合物;式II化合物与氨经环化反应制得式III化合物;式III化合物在氧化剂作用下,经氧化反应或氧化-水解反应得到2,6-吡啶二羧酸;其中,式I、II、III化合物结构式中,R为氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基;式II化合物结构式中,X为氯或溴。根据本专利技术优选的,所述溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、乙腈、乙酸、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、三氯乙烯或氯苯中的一种或两种以上的组合;所述溶剂和式I化合物的质量比为(1-20):1;优选的,所述溶剂和式I化合物的质量比为(2-10):1。根据本专利技术优选的,所述催化剂为质子酸或Lewis酸;优选的,所述催化剂为盐酸、氢溴酸、三氯化铝、三溴化铝、三氯化磷、三溴化磷或三氯化铁;所述盐酸或氢溴酸是使用质量浓度为20-40%的盐酸或氢溴酸水溶液;所述催化剂和式I化合物的摩尔比为(0.02-0.05):1。根据本专利技术优选的,所述卤素源为氯气、溴素、盐酸-双氧水、氢溴酸-双氧水、N-氯代丁二酰亚胺、N-溴代丁二酰亚胺或硫酰氯;所述盐酸-双氧水或氢溴酸-双氧水中,盐酸或氢溴酸与双氧水的摩尔比均为1-2:1;所述卤素源中的卤素和式I化合物的摩尔比为(5.0-10.0):1。根据本专利技术优选的,所述卤代反应温度为20-100℃;优选的,所述卤代反应温度为30-60℃。卤代反应时间为2-10小时;优选的,卤代反应时间为3-8小时。根据本专利技术优选的,所述氨是使用氨气、质量浓度为15-20%的氨水、质量浓度为15-20%的氨甲醇溶液或质量浓度为15-20%的氨乙醇溶液;所述氨和式I化合物的摩尔比为(5.0-7.0):1。根据本专利技术优选的,所述环化反应温度为30-90℃;优选的,所述环化反应温度为50-80℃。环化反应时间为2-8小时;优选的,环化反应时间为5-8小时。根据本专利技术优选的,所述氧化剂为氧气、过氧化氢或硝酸;所述过氧化氢或硝酸是使用质量浓度为20-40%的过氧化氢或硝酸水溶液;所述氧化剂和式I化合物的摩尔比为(1.0-2.0):1。根据本专利技术优选的,所述氧化反应或氧化-水解反应中的氧化反应温度为20-80℃;优选的,所述氧化反应或氧化-水解反应中的氧化反应温度为30-50℃。氧化反应或氧化-水解反应中的氧化反应时间为2-8小时。根据本专利技术优选的,所述氧化-水解反应中的水解反应是在碱的作用下进行的,所述碱与式I化合物的摩尔比为1-3:1;所述碱是使用质量浓度为15-25%的NaOH或KOH水溶液;所述氧化-水解反应中的水解反应温度为20-40℃。氧化-水解反应中的水解反应时间为3-6小时。根据本专利技术优选的,2,6-吡啶二羧酸的制备为“一锅法”完成。本专利技术的方法描述为以下合成路线1:其中,R=氢、甲基、乙基、异丙基,或叔丁基。合成路线1本专利技术的技术特点和有益效果:1、本专利技术利用1,7-庚二酸或1,7-庚二酸二酯(I)为原料,经卤代反应得到2,2,6,6-四卤代物(II),然后和氨经环化反应制得二氢吡啶衍生物(III),再经氧化剂氧化或经氧化-水解得到2,6-吡啶二羧酸。2、本专利技术所述方法不需要高压等苛刻条件,易于实现;所述卤代反应、环化反应、氧化(或氧化-水解)反应过程经“一锅法”进行,操作简便,废水产生量少,绿色环保;本专利技术中间产物稳定,操作安全性高;本专利技术原料价廉易得,成本低;本专利技术能够以较低的成本以及较简单的方法制备高产率的2,6-吡啶二羧酸,产率高达91.6%;并且,氯代反应只能于羧基或酯基的邻位发生,氯代反应位点专一,并进一步决定了环化反应的高选择性,因此,本专利技术的方法具有高的选择性,副产物少,适合工业化生产。具体实施方式以下结合实施例详细说明了本专利技术,但本专利技术不仅局限于此。实施例所用原料和试剂均为市售产品。实施例中所述“%”均为重量百分比,特别说明的除外。实施例中的收率均为摩尔收率。实施例1:2,6-吡啶二羧酸的制备向接有搅拌、温度计、回流冷凝管的500毫升四口烧瓶中,加入50克乙腈,16.0克(0.1摩尔)1,7-庚二酸,0.5克三氯化铝,通入氯气,共通入氯气30克,50-55℃搅拌反应8小时,冷却至20-25℃,氮气吹赶2小时,加入65克17wt%氨水,70-75℃搅拌反应5小时,然后,冷却至20-25℃,加入30克30wt%硝酸,40-45℃搅拌反应4小时,将反应液体加到200克水中,盐酸调节体系pH值为2.5-2.0,过滤,干燥,得15.0克白色固体2,6-吡啶二羧酸,液相纯度99.3%,产品收率89.8%。产物的核磁数据如下:1HNMR(DMSO-d6,400M本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种2,6‑吡啶二羧酸的制备方法,包括步骤:于溶剂中,在催化剂的作用下,式I化合物和卤素源发生卤代反应得到式II化合物;式II化合物与氨经环化反应制得式III化合物;式III化合物在氧化剂作用下,经氧化反应或氧化‑水解反应得到2,6‑吡啶二羧酸;

【技术特征摘要】
1.一种2,6-吡啶二羧酸的制备方法,包括步骤:于溶剂中,在催化剂的作用下,式I化合物和卤素源发生卤代反应得到式II化合物;式II化合物与氨经环化反应制得式III化合物;式III化合物在氧化剂作用下,经氧化反应或氧化-水解反应得到2,6-吡啶二羧酸;其中,式I、II、III化合物结构式中,R为氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基;式II化合物结构式中,X为氯或溴。2.根据权利要求1所述的2,6-吡啶二羧酸的制备方法,其特征在于,所述溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、乙腈、乙酸、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、三氯乙烯或氯苯中的一种或两种以上的组合;所述溶剂和式I化合物的质量比为(1-20):1;优选的,所述溶剂和式I化合物的质量比为(2-10):1。3.根据权利要求1所述的2,6-吡啶二羧酸的制备方法,其特征在于,所述催化剂为质子酸或Lewis酸;优选的,所述催化剂为盐酸、氢溴酸、三氯化铝、三溴化铝、三氯化磷、三溴化磷或三氯化铁;所述盐酸或氢溴酸是使用质量浓度为20-40%的盐酸或氢溴酸水溶液;所述催化剂和式I化合物的摩尔比为(0.02-0.05):1。4.根据权利要求1所述的2,6-吡啶二羧酸的制备方法,其特征在于,所述卤素源为氯气、溴素、盐酸-双氧水、氢溴酸-双氧水、N-氯代丁二酰亚胺、N-溴代丁二酰亚胺或硫酰氯;所述盐酸-双氧水或氢溴酸-双氧水中,盐酸或氢溴酸与双氧水的摩尔比均为1-2:1;所述卤素源中的卤素和式I化合物的摩尔比为(5.0-...

【专利技术属性】
技术研发人员:鞠立柱张明峰吕强三戚聿新
申请(专利权)人:新发药业有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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