2‑乙基‑3‑甲基吡嗪的高效合成方法技术

本发明专利技术公开了2‑乙基‑3‑甲基吡嗪的高效合成方法，具体包括以下步骤：首先以乳酸为原料来制备2,3‑戊二酮，采用磷酸氢二铵和硝酸钡为原料制得多孔载体，其负载铯作为催化剂，有效提高了乳酸的转化率；然后以制得的2,3戊二酮和乙二胺作为原来，依次经过脱水缩合、脱氢反应制得2‑乙基‑3‑甲基吡嗪。该制备方法简单，成本低，产品收率高。

Efficient synthetic method of 2 ethyl 3 methyl pyrazine

【技术实现步骤摘要】
2-乙基-3-甲基吡嗪的高效合成方法
：本专利技术涉及有机合成领域，具体的涉及2-乙基-3-甲基吡嗪的高效合成方法。
技术介绍
：2-乙基-3-甲基吡嗪天然存在于咖啡、榛子、花生、土豆、坚果中，为无色或淡黄色液体，具有坚果香、花生香、霉味、谷物样、面包香。其可由乙二胺和2，3-戊二酮为原料，脱水缩合反应，再脱氢而得。目前2,3戊二酮的制备常用乳酸为原料经过催化缩合制得，但是由于催化剂的使用不当，常常使得乳酸的转化率不高。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供2-乙基-3-甲基吡嗪的高效合成方法，该方法首先以乳酸为原料制得2,3-戊二酮，通过合理选择催化剂以及制备工艺条件，有效改善了乳酸的转化率，然后以制得的2,3-戊二酮和乙二胺作为原料，制得的产品收率高。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：2-乙基-3-甲基吡嗪的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将硫酸钡和去离子水混合搅拌至固体溶解，制得硝酸钡溶液；将磷酸氢二铵和去离子水混合搅拌至固体溶解制得磷酸氢二铵溶液；1000转/分的搅拌状态下向硝酸钡溶液中滴加磷酸氢二铵溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌1h，然后抽滤，固体用去离子水洗涤后干燥8h，最后置于马弗炉中500℃下处理3h，制得多孔载体；(2)将制得的多孔载体、硝酸铯和去离子水混合搅拌至固体溶解制得混合溶液，然后将混合溶液置于油浴锅中80℃下搅拌蒸干，得到的固体置于马弗炉中600℃下处理3h，制得催化剂；(3)将0.3g上述制得的催化剂置于石英管中，催化剂在石英管中的长度为30mm，催化剂两端用石英棉封端，以氮气携带乳酸水溶液通过装有催化剂的石英管中，并在石英棉表面汽化，随后蒸汽原料经过所述催化剂表面，反应温度为260-340℃，乳酸浓度为10-50wt％，进料速度为0.3-5.0mL/h，载气的流速为1-10mL/min，制得2,3-戊二酮；(4)在-5～3℃下，将上述制得的2,3-戊二酮、乙二胺和无水乙醇在三口烧瓶中混合搅拌均匀，反应5-7h，反应结束后将体系升温至室温，室温下继续搅拌1-3h，然后升温至65-70℃，回流1-4h，回流结束后快速冷却至30-40℃，然后向三口烧瓶中依次加入二甲苯、氢氧化钾和催化剂，加入完毕后继续升温至65-70℃，回流反应5h，反应结束后冷却至室温，抽滤，滤液进行常压蒸馏，蒸馏后的浓缩液用饱和食盐水稀释，萃取，合并有机相，用无水硫酸铜干燥，过滤，常压蒸出萃取剂，收集55-60℃/1.33KMa的馏分得到2-乙基-3-甲基吡嗪。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，硝酸钡溶液的质量浓度为20.5％。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述磷酸氢二铵溶液的质量浓度为13.2％。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，硝酸钡、磷酸氢二铵的质量比为15.68:6.34。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述磷酸氢二铵溶液的滴加速度为1mL/min。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述多孔载体和硝酸铯的质量比为111：(19.5-48.75)。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述乳酸水溶液的质量浓度为26％。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述催化剂为蒙脱土负载二氧化锰。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述2,3-戊二酮、乙二胺和无水乙醇的质量比为1：(1-1.1)：70。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述2,3-戊二酮、氢氧化钾、催化剂、二甲苯的质量比为1:0.8：(1.3-2.8)：1。本专利技术具有以下有益效果：首先本专利技术采用乳酸为原料制得2,3-戊二酮，制备过程中合理调节各原料的制备条件，并采用自制的催化剂催化反应，该催化剂可酸碱协同催化剂，催化剂中多孔载体的酸性有助于脱水反应，其负载的铯的碱性有助于脱羧反应，从而有效提高了乳酸的转化率；然后本专利技术以自制的2,3-戊二酮和乙二胺作为原料，依次进行脱水缩合、脱氢反应制得2-乙基-3-甲基吡嗪，制备过程中合理调节催化剂与各种原料的原料，制得的产品收率高。具体实施方式：为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例12-乙基-3-甲基吡嗪的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将硫酸钡和去离子水混合搅拌至固体溶解，制得硝酸钡溶液；将磷酸氢二铵和去离子水混合搅拌至固体溶解制得磷酸氢二铵溶液；1000转/分的搅拌状态下向硝酸钡溶液中滴加磷酸氢二铵溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌1h，然后抽滤，固体用去离子水洗涤后干燥8h，最后置于马弗炉中500℃下处理3h，制得多孔载体；其中，硝酸钡溶液的质量浓度为20.5％；磷酸氢二铵溶液的质量浓度为13.2％；硝酸钡、磷酸氢二铵的质量比为15.68:6.34；磷酸氢二铵溶液的滴加速度为1mL/min；(2)将制得的多孔载体、硝酸铯和去离子水混合搅拌至固体溶解制得混合溶液，然后将混合溶液置于油浴锅中80℃下搅拌蒸干，得到的固体置于马弗炉中600℃下处理3h，制得催化剂；其中，多孔载体和硝酸铯的质量比为111：19.5；(3)将0.3g上述制得的催化剂置于石英管中，催化剂在石英管中的长度为30mm，催化剂两端用石英棉封端，以氮气携带乳酸水溶液通过装有催化剂的石英管中，并在石英棉表面汽化，随后蒸汽原料经过所述催化剂表面，反应温度为260℃，乳酸浓度为10wt％，进料速度为0.3mL/h，载气的流速为1mL/min，制得2,3-戊二酮；其中，乳酸的选择率为98.5％以上；(4)在-5～3℃下，将上述制得的2,3-戊二酮、乙二胺和无水乙醇在三口烧瓶中混合搅拌均匀，反应5h，反应结束后将体系升温至室温，室温下继续搅拌1h，然后升温至65-70℃，回流1h，回流结束后快速冷却至30-40℃，然后向三口烧瓶中依次加入二甲苯、氢氧化钾和催化剂，加入完毕后继续升温至65-70℃，回流反应5h，反应结束后冷却至室温，抽滤，滤液进行常压蒸馏，蒸馏后的浓缩液用饱和食盐水稀释，萃取，合并有机相，用无水硫酸铜干燥，过滤，常压蒸出萃取剂，收集55-60℃/1.33KMa的馏分得到2-乙基-3-甲基吡嗪；产品收率93.5％以上；其中，2,3-戊二酮、乙二胺和无水乙醇的质量比为1：1：70；2,3-戊二酮、氢氧化钾、催化剂、二甲苯的质量比为1:0.8：1.3：1。实施例22-乙基-3-甲基吡嗪的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将硫酸钡和去离子水混合搅拌至固体溶解，制得硝酸钡溶液；将磷酸氢二铵和去离子水混合搅拌至固体溶解制得磷酸氢二铵溶液；1000转/分的搅拌状态下向硝酸钡溶液中滴加磷酸氢二铵溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌1h，然后抽滤，固体用去离子水洗涤后干燥8h，最后置于马弗炉中500℃下处理3h，制得多孔载体；其中，硝酸钡溶液的质量浓度为20.5％；磷酸氢二铵溶液的质量浓度为13.2％；硝酸钡、磷酸氢二铵的质量比为15.68:6.34；磷酸氢二铵溶液的滴加速度为1mL/min；(2)将制得的多孔载体、硝酸铯和去离子水混合搅拌至固体溶解制得混合溶液，然后将混合溶液置于油浴锅中80℃下搅拌蒸干，得到的固体置于马弗炉中600℃下处理3h，制得催化剂；其中，多孔载体和硝酸铯的质量比为111：48.75；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
2‑乙基‑3‑甲基吡嗪的高效合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硫酸钡和去离子水混合搅拌至固体溶解，制得硝酸钡溶液；将磷酸氢二铵和去离子水混合搅拌至固体溶解制得磷酸氢二铵溶液；1000转/分的搅拌状态下向硝酸钡溶液中滴加磷酸氢二铵溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌1h，然后抽滤，固体用去离子水洗涤后干燥8h，最后置于马弗炉中500℃下处理3h，制得多孔载体；(2)将制得的多孔载体和硝酸铯和去离子水混合搅拌至固体溶解制得混合溶液，然后将混合溶液置于油浴锅中80℃下搅拌蒸干，得到的固体置于马弗炉中600℃下处理3h，制得催化剂；(3)将0.3g上述制得的催化剂置于石英管中，催化剂在石英管中的长度为30mm，催化剂两端用石英棉封端，以氮气携带乳酸水溶液通过装有催化剂的石英管中，并在石英棉表面汽化，随后蒸汽原料经过所述催化剂表面，反应温度为260‑340℃，乳酸浓度为10‑50wt％，进料速度为0.3‑5.0mL/h，载气的流速为1‑10mL/min，制得2,3‑戊二酮；(4)在‑5～3℃下，将上述制得的2,3‑戊二酮、乙二胺和无水乙醇在三口烧瓶中混合搅拌均匀，反应5‑7h，反应结束后将体系升温至室温，室温下继续搅拌1‑3h，然后升温至65‑70℃，回流1‑4h，回流结束后快速冷却至30‑40℃，然后向三口烧瓶中依次加入二甲苯、氢氧化钾和催化剂，加入完毕后继续升温至65‑70℃，回流反应5h，反应结束后冷却至室温，抽滤，滤液进行常压蒸馏，蒸馏后的浓缩液用饱和食盐水稀释，萃取，合并有机相，用无水硫酸铜干燥，过滤，常压蒸出萃取剂，收集55‑60℃/1.33KMa的馏分得到2‑乙基‑3‑甲基吡嗪。...

【技术特征摘要】
1.2-乙基-3-甲基吡嗪的高效合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硫酸钡和去离子水混合搅拌至固体溶解，制得硝酸钡溶液；将磷酸氢二铵和去离子水混合搅拌至固体溶解制得磷酸氢二铵溶液；1000转/分的搅拌状态下向硝酸钡溶液中滴加磷酸氢二铵溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后继续搅拌1h，然后抽滤，固体用去离子水洗涤后干燥8h，最后置于马弗炉中500℃下处理3h，制得多孔载体；(2)将制得的多孔载体和硝酸铯和去离子水混合搅拌至固体溶解制得混合溶液，然后将混合溶液置于油浴锅中80℃下搅拌蒸干，得到的固体置于马弗炉中600℃下处理3h，制得催化剂；(3)将0.3g上述制得的催化剂置于石英管中，催化剂在石英管中的长度为30mm，催化剂两端用石英棉封端，以氮气携带乳酸水溶液通过装有催化剂的石英管中，并在石英棉表面汽化，随后蒸汽原料经过所述催化剂表面，反应温度为260-340℃，乳酸浓度为10-50wt％，进料速度为0.3-5.0mL/h，载气的流速为1-10mL/min，制得2,3-戊二酮；(4)在-5～3℃下，将上述制得的2,3-戊二酮、乙二胺和无水乙醇在三口烧瓶中混合搅拌均匀，反应5-7h，反应结束后将体系升温至室温，室温下继续搅拌1-3h，然后升温至65-70℃，回流1-4h，回流结束后快速冷却至30-40℃，然后向三口烧瓶中依次加入二甲苯、氢氧化钾和催化剂，加入完毕后继续升温至65-70℃，回流反应5h，反应结束后冷却至室温，抽滤，滤液进行常压蒸馏，蒸馏后的浓缩液用饱和食盐水稀释，萃取，合并有机相，用无水硫酸铜干...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东进，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44