本发明专利技术提供一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4‑氨基吡啶及其制备方法，包括以下步骤：将异烟酸乙酯加入反应釜中，将液氨压入反应釜中，加压加热使液氨达到超零界状态，快速冷却降温，终止反应，得到异烟酸酰氨；将异烟酸酰氨中继续通入溴水，加热加压至溴水的亚临界状态，在搅拌条件下将反应体系降至室温，转移出来，调节体系pH值至碱性停止反应，得到4‑氨基吡啶粗产品；将4‑氨基吡啶粗产品减压蒸馏除去部分水后，加入苯溶剂中，微波加热和机械搅拌均匀，冷却重结晶，过滤，真空干燥后，得到基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4‑氨基吡啶。本发明专利技术将超/亚临界流体技术运用到霍夫曼降解制备4‑氨基吡啶中，不仅提高了生产效率，而且显著提高了产品的产率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶及其制备方法
本专利技术属于药物化学领域，具体涉及一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶及其制备方法。
技术介绍
氨基吡啶类化合物是含氨的具有杂环结构的物质，其中4-氨基吡啶又称为对氨基吡啶，是一种制备医药、有机合成和染料合成等的重要中间体，尤其4-氨基吡啶能刺激中枢神经，产生兴奋作用，在制备钾离子抑制剂方面具有很好的应用前景，但是目前4-氨基吡啶主要依赖进口，国内的制备技术仍不够成熟。传统的4-氨基吡啶是以吡啶为起始原料，经双氧水氧化得到氮氧化吡啶，在经混酸硝化和铁粉还原，得到4-氨基吡啶，这种方法工艺较成熟，产品的收率高，但是后处理麻烦，污染较重。也有报道称以钯-碳(Pd/C)为催化剂制备，但是需要体系为酸性条件，或者以四氯化钛-四氢化铝锂(TiCl4-LiAlH4)为还原剂制备，但是需在无水条件下进行，这些反应操作条件比较苛刻，成本较高也难以工业化生产。中国专利CN1319947C公开的一种4-氨基吡啶的制备方法，采用碘或碱金属碘化物、氢氧化钠或氢氧化钾、溴的水溶液混合物为催化剂，在一定的反应条件下，使异烟酰胺发生霍夫曼降解反应，制备高纯度4-氨基吡啶，该方法选用的催化剂价格低廉，大大降低合成4-氨基吡啶的成本，且反应条件温和，对环境没有污染，“三废”很少，但是金属盐催化剂的制备方法较为复杂。超临界流体技术是指在临界温度和临界压力之上的流体，具有粘度低、表面张力低、扩散系数大等特点，可作为化学反应合成的良好介质，本专利技术将超临界流体技术用于4-氨基吡啶的制备中，通过将将超临界流体用于霍夫曼降解反应中，以求完善4-氨基吡啶的制备工艺，提高4-氨基吡啶的产率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶及其制备方法，本专利技术将超临界流体氨水和亚临界流体溴水运用到霍夫曼降解制备4-氨基吡啶中，不仅提高了生产效率，而且显著提高了产品的产率。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶的制备方法，包括以下步骤：(1)将异烟酸乙酯加入反应釜中，将液氨压入反应釜中，加压加热使液氨达到超零界状态，快速冷却降温，终止反应，得到异烟酸酰氨；(2)将步骤(1)制备的异烟酸酰氨中继续通入溴水，加热加压至溴水的亚临界状态，在搅拌条件下将反应体系降至室温，转移出来，调节体系pH值至碱性停止反应，得到4-氨基吡啶粗产品；(3)将步骤(2)制备的4-氨基吡啶粗产品减压蒸馏除去部分水后，加入苯溶剂中重结晶，过滤，真空干燥后，得到基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，液氨的流速为0.6-0.9m/s。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，加压加热的工艺为：先以3-6℃/min的速率升温至-34～-32℃，调节压力至0.1-0.5MPa，稳定5-10min，然后以5-10℃/min的速率升温至128-132℃，调节压力至10-11MPa，亚临界态稳定10-20min，最后以1-3℃/min的速率升温至132.5-134℃，调节压力至11.4-11.5MPa，超临界态稳定20-30min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，异烟酸酰氨的产率为87-96％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，溴水的流速为1.5-3.2m/s。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，加压加热的工艺为：先以5-15℃/min的速率升温至95-98℃，调节压力至5-8MPa，稳定10-20min，然后以20-30℃/min的速率升温至365-370℃，调节压力至15-18MPa，亚临界态稳定10-20min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，碱性的pH值为12-14。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，重结晶的工艺为：4-氨基吡啶粗产品去除部分水后，加入苯溶剂中，微波加热和机械搅拌均匀，冷却。作为上述技术方案的优选，所述微波加热和机械搅拌的工艺为：在2000-3000W的功率下，微波处理45-90s，以500-800r/min的速率搅拌30-60s，重复微波和搅拌处理，总微波处理时间为5-30min。本专利技术还提供上述所述的任意一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶，其特征在于，所述4-氨基吡啶的收率为65-72％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术制备的4-氨基吡啶是对原有的霍夫曼降解制备方法进行改进处理，原有的制备工艺的4-氨基吡啶的收率在50％左右，本专利技术将制备工艺中的氨水和溴水分别处理为超临界状态和亚临界状态，亚临界状态的流体的性能类似于超临界状态流体的性能，为了降低能耗，对溴水进行了亚临界状态的处理，超临界状态和亚临界状态的流体都具有很低的粘度和表面张力，作为良好的介质渗透到异烟酸乙酯和异烟酸酰氨的内部和表面，提高了反应效率，降低了副反应的产生，继而提高了4-氨基吡啶的产率。本专利技术制备的4-氨基吡啶粗品还经过微波辅助的重结晶工艺，将4-氨基吡啶粗品分散于苯溶剂中，通过微波加热同意，提高体系的瞬时温度，继而显著提高4-氨基吡啶粗品的溶解度，再与机械搅拌结合使体系稳定均一，重复上述步骤，使苯溶液中4-氨基吡啶粗品的溶解度最大，且分散均匀，有利于重结晶后的4-氨基吡啶的粒径稳定均一，纯度更好，产率几乎无损失。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)将异烟酸乙酯加入反应釜中，将流速为0.6m/s的液氨压入反应釜中，先以3℃/min的速率升温至-34℃，调节压力至0.1MPa，稳定5min，然后以5℃/min的速率升温至128℃，调节压力至10MPa，亚临界态稳定10min，最后以1℃/min的速率升温至132.5℃，调节压力至11.4MPa，超临界态稳定20min，快速冷却降温，终止反应，得到异烟酸酰氨。(2)将异烟酸酰氨中继续通入流速为1.5m/s的溴水，先以5℃/min的速率升温至95℃，调节压力至5MPa，稳定10min，然后以20℃/min的速率升温至365℃，调节压力至15MPa，亚临界态稳定10min，在搅拌条件下将反应体系降至室温，转移出来，调节体系pH值至12停止反应，得到4-氨基吡啶粗产品。(3)将4-氨基吡啶粗产品减压蒸馏除去部分水后，加入苯溶剂中，在2000W的功率下，微波处理45s，以500r/min的速率搅拌30s，重复微波和搅拌处理，总微波处理时间为5min，冷却重结晶，过滤，真空干燥后，得到基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶。实施例2：(1)将异烟酸乙酯加入反应釜中，将流速为0.9m/s的液氨压入反应釜中，先以6℃/min的速率升温至-32℃，调节压力至0.5MPa，稳定10min，然后以10℃/min的速率升温至132℃，调节压力至11MPa，亚临界态稳定20min，最后以3℃/min的速率升温至134℃，调节压力至11.5MPa，超临界态稳定30min，快速冷却降温，终止反应，得到异烟酸酰氨。(2)将异烟酸酰氨中继续通入流速为3.2m/s的溴水，先以15℃/min的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4‑氨基吡啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将异烟酸乙酯加入反应釜中，将液氨压入反应釜中，加压加热使液氨达到超零界状态，快速冷却降温，终止反应，得到异烟酸酰氨；(2)将步骤(1)制备的异烟酸酰氨中继续通入溴水，加热加压至溴水的亚临界状态，在搅拌条件下将反应体系降至室温，转移出来，调节体系pH值至碱性停止反应，得到4‑氨基吡啶粗产品；(3)将步骤(2)制备的4‑氨基吡啶粗产品减压蒸馏除去部分水后，加入苯溶剂中重结晶，过滤，真空干燥后，得到基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4‑氨基吡啶。
【技术特征摘要】
1.一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将异烟酸乙酯加入反应釜中，将液氨压入反应釜中，加压加热使液氨达到超零界状态，快速冷却降温，终止反应，得到异烟酸酰氨；(2)将步骤(1)制备的异烟酸酰氨中继续通入溴水，加热加压至溴水的亚临界状态，在搅拌条件下将反应体系降至室温，转移出来，调节体系pH值至碱性停止反应，得到4-氨基吡啶粗产品；(3)将步骤(2)制备的4-氨基吡啶粗产品减压蒸馏除去部分水后，加入苯溶剂中重结晶，过滤，真空干燥后，得到基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶。2.根据权利要求1所述的一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，液氨的流速为0.6-0.9m/s。3.根据权利要求1所述的一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加压加热的工艺为：先以3-6℃/min的速率升温至-34～-32℃，调节压力至0.1-0.5MPa，稳定5-10min，然后以5-10℃/min的速率升温至128-132℃，调节压力至10-11MPa，亚临界态稳定10-20min，最后以1-3℃/min的速率升温至132.5-134℃，调节压力至11.4-11.5MPa，超临界态稳定20-30min。4.根据权利要求1所述的一种基于霍夫曼降解及超/亚临界流体的4-氨基吡啶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，异烟酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱胜祥，
申请(专利权)人：嘉兴市秀洲区洪合镇中学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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