一种氨基吡啶衍生物制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种氨基吡啶衍生物、其制备方法及其应用，该氨基吡啶衍生物的结构式如下：

Preparation and Application of an Aminopyridine Derivative

【技术实现步骤摘要】
一种氨基吡啶衍生物制备方法及其应用
本专利技术属于精细化工领域，具体涉及一种氨基吡啶衍生物、其制备方法及其应用，尤其适用于催化酯化领域。
技术介绍
酰化、酯化、酰胺化是有机合成中最常用的化学反应，1967年Litvinenko等人在进行苯胺化合物的酰化研究中，意外发现了4-二甲氨基吡啶(DMAP)的特殊催化功效，对比简单的吡啶，DMAP催化下的反应速率约增加104倍，从此，DMAP以其优良的催化效果，在酰化、酯化、酰胺化等反应中得到了广泛的应用。目前，已知文献报道和生产应用实例中，DMAP催化反应时的用量一般为底物的0.05～0.2倍；由于DMAP价格较高，且一般无法实现回收套用，这一劣势限制了DMAP催化剂更广泛的应用。为了弥补这项不足，实现DMAP的回收套用，人们进行了大量的研究，例如将DMAP负载在聚苯乙烯、树脂等高聚物上；但是负载后DMAP催化剂活性都有不同程度的降低，且回收套用次数仍十分有限，无法满足工业化生产需要。乙酸芳樟酯，又称乙酸沉香酯、乙酸里那酯，天然存在于香柠檬、薰衣草以及香紫苏等植物的精油中；乙酸芳樟酯香气芬芳优雅，近似天然香柠檬，在调香中用途极广，可用于配置古龙水、人造香柠檬油、薰衣草油等多种名贵香料和香精，具有很高的经济价值。目前，在已知文献报道中，乙酸芳樟酯合成方法主要是芳樟醇和乙酸酐在催化剂作用下发生酯化反应，得到乙酸芳樟酯产品，所用催化剂可以是质子酸、路易斯酸或一些碱性催化剂。由于芳樟醇是一种叔醇化合物，醇羟基空间位阻大，其酯化反应具有叔醇酯化的难点；芳樟醇分子结构中还有烯丙基、双键等官能团，化学性质活泼，对酸敏感，在酸性条件下易发生脱水、异构、重排等副反应；因此酸催化芳樟醇酯化的收率中等，产品中的副产物如乙酸香叶酯、乙酸松油酯、月桂烯等副产物也较多，产品分离纯化困难。Chakraborti等人利用氧化硅负载的高氯酸作为催化剂，在室温下实现了芳樟醇的乙酸酯化，反应在1小时进行完全，但是乙酸芳樟酯的收率仅有80％(Chem.Commun2003,1896.)。也有一些文献采用磷酸或固体超强酸催化芳樟醇的酯化反应，反应时间从6小时到20小时不等，收率也仅有50％左右(林产化学与工业,2005,25,43)。在碱性催化剂作用下，芳樟醇和乙酸酐反应一般都能得到较好的选择性和收率，脱水、异构、重排等副产物很少。例如，文献(TetrahedronLett.,1983,24,5709)利用300mol％的吡啶作为催化剂，以95％分离收率得到乙酸芳樟酯；专利CN1566069使用甲基改性的三聚氰胺作为催化剂，在80℃下反应6小时，以75％的转化率、99％的选择性得到乙酸芳樟酯；专利CN102557933以碳酸钾作为催化剂，在85℃下反应25小时，以98％的收率得到乙酸芳樟酯；专利CN102942476以DMAP为催化剂，80℃下反应12小时，以94％的收率得到乙酸芳樟酯。虽然碱性催化剂催化芳樟醇和乙酸酐反应一般能得到较好的收率，但是也存在一些明显的缺点，如碱催化剂(甲基改性三聚氰胺、DMAP)的用量比较大，而且难于回收；由于DMAP等碱催化剂成本高，增加了乙酸芳樟酯的成本。此外，碱催化的酯化反应，要想反应进行完全，反应体系中还需要存在当量的其他种类的碱，用来中和副产物醋酸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氨基吡啶衍生物、其制备方法及其应用，其可用于催化芳樟醇乙酯化反应，具有催化剂用量少、成本低，可反复使用的特点。为实现上述目的和达到上述技术效果，本专利技术采用如下技术方案：一种氨基吡啶衍生物，其结构式如下：其中，R是取代基，R选自C1-C20的烷基、苯基、萘基、甲氧基、苄氧基、氟、氯、溴、三氟甲基、甲氧羰基中的一种或多种，取代基R的个数为1-5个。本专利技术还提供一种上述的氨基吡啶衍生物的制备方法，所述氨基吡啶衍生物由4-氨基吡啶和苄基卤代物在碱试剂作用下发生苄基化反应制备而成。其反应方程式为：本专利技术中，所述苄基卤代物的结构式为其中X是氯原子、溴原子、碘原子中的一种，优选为氯原子和溴原子，R是取代基，R选自C1-C20的烷基、苯基、萘基、甲氧基、苄氧基、氟、氯、溴、三氟甲基、甲氧羰基中的一种或多种，取代基R的个数为1-5个。本专利技术中，所述碱试剂是氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇氨钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢化钠、氢化钾、氢化钙一种或多种，优选为氢化钠和氢化钙。本专利技术中，所述碱试剂的用量是4-氨基吡啶摩尔量的220～300mol％，优选220～240mol％。本专利技术中，所述苄基卤代物的用量是4-氨基吡啶摩尔量的220～300mol％，优选220～240mol％。本专利技术中，所述苄基化反应在非质子型溶剂中进行，非质子型溶剂选自乙醚、甲基叔丁醚、四氢呋喃、甲苯、苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、二氯乙烷中的一种或多种，优选为四氢呋喃；所述非质子型溶剂的用量为4-氨基吡啶质量的5.0～8.0倍，优选5.0～6.0倍。本专利技术中，所述苄基化反应的温度为60～80℃，优选60～70℃，反应压力为常压，反应时间5～10小时。优选的，氮气氛围中，室温下依次加入4-胺基吡啶、非质子型溶剂，搅拌，待4-胺基吡啶完全溶解，然后加入碱试剂，搅拌0.5-1小时，然后在60～80℃温度条件下，滴加苄基卤代物，反应5-10小时。本专利技术还涉及一种上述的氨基吡啶衍生物或上述制备方法制备的氨基吡啶衍生物的应用，其可用于催化酯化反应，优选的，用于催化以醇为底物的乙酸酯化反应。如，上述氨基吡啶衍生物可高效、快速的催化芳樟醇、橙花醇、香叶醇、香茅醇、叶醇、异戊烯醇等醇类底物的乙酸酯化反应。本专利技术中，所述酯化反应中，所述氨基吡啶衍生物的用量为醇底物摩尔量的1.0～10.0mol％，优选1.0～5.0mol％。本专利技术中，所述酯化反应中，乙酸的用量为醇底物摩尔量的100-200mol％，优选120-150mol％。本专利技术中，所述乙酸酯化反应在无溶剂条件下进行。本专利技术中，所述乙酸酯化的反应温度为120～150℃，优选130～140℃；反应时间5～10小时。本专利技术中，所述乙酸酯化的反应压力为负压，反应过程中不断的从体系中移出副产物乙酸，促进乙酸酯化反应进行完全。本专利技术中，所述乙酸酯化反应完成之后，反应液减压蒸馏或精馏分离得到乙酸、乙酸酐和乙酸酯产物等，所述氨基吡啶衍生物催化剂停留在釜残中，含有催化剂的釜残可以回收套用至下一次反应。本专利技术采用上述技术方案，具有如下积极效果：1、合成原料4-氨基吡啶、苄基卤代物简单易得，成本低廉，苄基化反应收率高，得到的氨基吡啶衍生物分离、纯化简单，无需负载。2、本专利技术的氨基吡啶衍生物分子量大，沸点高，可以通过蒸馏或精馏的方式实现与主产物、副产物的分离，可以多次回收套用，多次使用催化效率几乎不变，节约了催化剂使用成本，具有较好的工业化应用前景。3、本专利技术的氨基吡啶衍生物催化芳樟醇、橙花醇、香叶醇、香茅醇、叶醇、异戊烯醇等醇类底物的乙酸酯化反应，具有反应活性高、速度快、底物适用范围广等优点，催化效果几乎和DMAP等同。具体实施方式下面通过实施例详述本专利技术，但本专利技术并不限于下述的实施例。主要原料信息如下：4-氨基吡啶，阿拉丁，98％；苄基氯、苄基溴、4-甲基苄基氯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基吡啶衍生物，其特征在于，其结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种氨基吡啶衍生物，其特征在于，其结构式如下：其中，R是取代基，R选自C1-C20的烷基、苯基、萘基、甲氧基、苄氧基、氟、氯、溴、三氟甲基、甲氧羰基中的一种或多种，取代基R的个数为1-5个。2.一种权利要求1所述的氨基吡啶衍生物的制备方法，其特征在于，所述氨基吡啶衍生物由4-氨基吡啶和苄基卤代物在碱试剂作用下发生苄基化反应制备而成。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述苄基卤代物的结构式为其中X是氯原子、溴原子、碘原子中的一种，优选为氯原子和溴原子，R是取代基，R选自C1-C20的烷基、苯基、萘基、甲氧基、苄氧基、氟、氯、溴、三氟甲基、甲氧羰基中的一种或多种，取代基R的个数为1-5个。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱试剂是氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇氨钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢化钠、氢化钾、氢化钙中的一种或多种，优选为氢化钠和氢化钙。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述苄基卤代物的用量是4-氨基吡啶摩尔量的220～300mol％，优选220～240mol％，所述碱试剂的用量是4-氨基吡啶摩尔量的220～300mol％，优选为220～240mol％。6.根据权利要求2-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述苄基化反应在非质子型溶剂中进行，所述非质子型溶剂选自乙醚、甲基叔丁醚、四氢呋喃、甲苯、苯、N,N...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文学，张永振，沈稳，谢硕，鲍元野，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37