CN101412694B - 一种三吡啶甲基胺类化合物制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效绿色化三吡啶甲基胺的制备技术领域，特指一类新的三吡啶甲基胺的制备方法。该方法是以吡啶甲基氯或吡啶甲基氯的盐酸盐和氨水为原料，运用水热法合成三吡啶甲基胺类化合物。该方法具有原料转化率高，产品成本低，生产时间短的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效绿色化三吡啶甲基胺的制备技术领域，特指一类新的三吡啶甲基胺的制备方法。
背景技术
三吡啶甲基胺作为一类重要的化工中间体广泛运用于合成仿生催化剂的制备(S.V.Kryatov，S.Taktak，I.V.Korendovych，E.V.Rybak-Akimova，J.Kaizer，S.Torelli，X.Shan，S.Mandal，V.L.MacMurdo，A.M.Payeras，L.Q.Jr.，Inorg.Chem.2005，44，85-99.)。三吡啶甲基胺铁配合物能模拟甲苯单氧化酶的功能，运用于芳环的氧化降解和含烯键化合物的环氧化产物的制备(1.M.M.Cheng，Z.Y.Sun，W.H.Ma，C.C.Chen，J.C.Zhao，Z.P.Wang，Science in China Series B：Chem.2006，49(5)，407.2.R.Mas-Balleste，M.Fujita，C.Hemmila，L.Q.Jr.J.Mol.Cat.A：Chem.2006，251，49.)。最新的研究表明三吡啶甲基胺对肿瘤细胞的识别能力大于正常细胞成为研制新的靶向性抗肿瘤化合物(C.A.S.Regino，S.V.Torti，R.Ma，G.P.A.Yap，K.A.Kreisel，F.M.Torti，R.P.Planalp，M.W.Brechbiel，J.Med.Chem.，2005，48，7993)。文献中三吡啶甲基胺的合成一般以二吡啶甲基胺和吡啶甲基氯为原料，常温下反应24小时，产品纯化需要硅胶柱层析，产率仅为60-70％(Z.Tyeklar，R.R.Jacobson，N.Wei，N.N.Murthy，J.Zubieta，K.D.Karlin，J.Am.Chem.Soc.1993，115，2677.)。此方法反应时间长，原料二吡啶甲基胺价格较高，且纯化过程使用大量挥发性的有机溶剂，成本高污染大。因此研究简单高效的绿色化三吡啶甲基胺合成方法，具有重要的学术意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的高效绿色化三吡啶甲基胺类化合物制备方法。
本发明以吡啶甲基氯或吡啶甲基氯的盐酸盐和氨水为原料运用水热法合成了三吡啶甲基胺类化合物(三(2-吡啶甲基胺)，三(3-吡啶甲基)胺和三(4-吡啶甲基胺)；其中两个三(3-吡啶甲基)胺和三(4-吡啶甲基胺)为新化合物。采用树脂分离和蒸馏相结合方法获得高纯度三吡啶甲基胺类化合物和氯化铵。
三吡啶甲基胺类化合物合成路线如下：
1.三(2-吡啶甲基)胺的合成路线之一如下：
2-吡啶甲基氯+氨水(30％)
2 三(2-吡啶甲基)胺的合成路线之二如下：
3 三(3-吡啶甲基)胺的合成路线之一如下
4 三(3-吡啶甲基)胺的合成路线之二如下
5 三(4-吡啶甲基)胺的合成路线之一如下：
6 三(4-吡啶甲基)胺的合成路线之二如下：
上述三吡啶甲基胺类化合物的制备方法为：将吡啶甲基氯或吡啶甲基氯的盐酸盐和氨水按摩尔比1：1-2于反应釜中混合，控制在80-130℃；最佳反应温度为98℃，反应时间1-8小时，最佳反应时间为4小时。然后将溶液过酸性树脂，用质量百分比浓度为5％的Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏得产品。
上述氨水为质量百分比浓度为30％的氨水；
上述Na2CO3溶液为质量百分比浓度为5％的Na2CO3溶液。
上述方法中，所说的吡啶甲基氯是2-吡啶甲基氯、3-吡啶甲基氯或4-吡啶甲基氯，所说的吡啶甲基氯的盐酸盐是2-吡啶甲基氯盐酸盐、3-吡啶甲基氯盐酸盐或4-吡啶甲基氯盐酸盐；得到的相应产品是三(2-吡啶甲基)胺、三(3-吡啶甲基)胺，或三(4-吡啶甲基)胺。
化合物三(2-吡啶甲基)胺：分子式：C18H18N3；产率92％。元素分析数据：计算值C，74.48；H，6.25；N，19.30，实测值C，74.41；H，6.18；N，19.24。红外光谱数据(IR，cm-1)：3008，2926，1589，1567，1473，1433，1032，764。1HNMR(400MHz，CDCl3)：δ＝3.26(s，6H，CH2)，7.26-8.61(m，12H，H-py)。
化合物三(3-吡啶甲基)胺分子式：分子式：C18H18N3；产率86％。元素分析数据：计算值C，74.48；H，6.25；N，19.30，实测值C，74.41；H，6.18；N，19.24。红外光谱数据(IR，cm-1)：3008，2926，1589，1567，1473，1433，1032，775。1HNMR(400MHz，CDCl3)：δ＝3.26(s，6H，CH2)，7.26-8.57(m，12H，H-py)。
化合物三(4-吡啶甲基)胺：分子式：C18H18N3；产率90％。元素分析数据：计算值C，74.48；H，6.25；N，19.30，实测值C，74.41；H，6.18；N，19.24。红外光谱数据(IR，cm-1)：3008，2926，1589，1567，1473，1433，1032，786。1HNMR(400MHz，CDCl3)：δ＝3.26(s，6H，CH2)，7.3-8.67(m，12H，H-py)。
与传统方法相比，该方法原料转化率高，产品成本低，生产时间短。该合成和纯化方法是一种简单绿色化制备三吡啶甲基胺类化合物的方法。该方法也成为利用廉价氨水生产高附加值三吡啶甲基胺类化合物的方法。
具体实施方式
1 试剂和原料
实验中所用试剂均为分析纯，除特别注明外，未经进一步处理。吡啶甲基氯 盐酸盐购自sigma公司。元素分析用Carlo-Erba-1106型元素分析仪测定，红外光谱用Fr-IR169(固体用KBr压片)。1H NMR谱用Varian(400MHz)(Me4Si作内标，CDCl3为溶剂)。
2、化合物的合成：
(1)化合物三(2-吡啶甲基)胺的制备：
实施例1(最佳反应条件举例)：将2-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在98℃；反应4小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集258℃/2mmHg馏分，得产品三(2-吡啶甲基)胺。产率92％。元素分析数据：计算值C，74.48；H，6.25；N，19.30，实测值C，74.41；H，6.18；N，19.24。红外光谱数据(IR，cm-1)：3008，2926，1589，1567，1473，1433，1032，764。1HNMR(400MHz，CDCl3)：δ＝3.26(s，6H，CH2)，7.26-8.61(m，12H，H-py)。
实施例2：将2-吡啶甲基氯盐酸盐(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(32g，0.15mol)于反应釜中混合，控制在100℃；反应7小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集258℃/2mmHg馏分，得产品三(2-吡啶甲基)胺。产率82％。
实施例3：将2-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(13g，0.1mol)于反应釜中混合，控制在80℃；反应8小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集258℃/2mmHg馏分，得产品三(2-吡啶甲基)胺。产率72％。
实施例4：将2-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在130℃；反应4小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集258℃/ 2mmHg馏分，得产品三(2-吡啶甲基)胺。产率89％。
实施例5：将2-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在130℃；反应1小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集258℃/2mmHg馏分，得产品三(2-吡啶甲基)胺。产率46％。
(2)化合物三(3-吡啶甲基)胺的制备：
实施例6(最佳反应条件举例)：将3-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在98℃；反应4小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集256℃/2mmHg馏分，得产品三(3-吡啶甲基)胺。分子式：C18H18N3；产率86％。元素分析数据：计算值C，74.48；H，6.25；N，19.30，实测值C，74.41；H，6.18；N，19.24。红外光谱数据(IR，cm-1)：3008，2926，1589，1567，1473，1433，1032，775。1HNMR(400MHz，CDCl3)：δ＝3.26(s，6H，CH2)，7.26-8.57(m，12H，H-py)。
实施例7：将3-吡啶甲基氯盐酸盐(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(32g，0.15mol)于反应釜中混合，控制在100℃；反应7小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集256℃/2mmHg馏分，得产品三(3-吡啶甲基)胺。产率81％。
实施例8：将3-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(13g，0.1mol)于反应釜中混合，控制在80℃；反应8小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集256℃/2mmHg馏分，得产品三(3-吡啶甲基)胺。产率75％.
实施例9：将3-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在130℃；反应4小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度 为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集256℃/2mmHg馏分，得产品三(3-吡啶甲基)胺。产率90％。
实施例10：将3-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在130℃；反应1小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集256℃/2mmHg馏分，得产品三(3-吡啶甲基)胺。产率42％。
(3)化合物三(4-吡啶甲基)胺的制备：
实施例11(最佳反应条件举例)：将4-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在98℃；反应4小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集261℃/2mmHg馏分，得产品三(4-吡啶甲基)胺。分子式：C18H18N3；产率90％。元素分析数据：计算值C，74.48；H，6.25；N，19.30，实测值C，74.41；H，6.18；N，19.24。红外光谱数据(IR，cm-1)：3008，2926，1589，1567，1473，1433，1032，786。1HNMR(400MHz，CDCl3)：δ＝3.26(s，6H，CH2)，7.3-8.67(m，12H，H-py)。
实施例12：将4-吡啶甲基氯盐酸盐(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(32g，0.15mol)于反应釜中混合，控制在100℃；反应7小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集261℃/2mmHg馏分，得产品三(4-吡啶甲基)胺。产率85％。
实施例13：将4-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(13g，0.1mol)于反应釜中混合，控制在80℃；反应8小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集261℃/2mmHg馏分，得产品三(4-吡啶甲基)胺。产率91％.
实施例14：将4-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在130℃；反应4小时。然后将反应溶 液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集261℃/2mmHg馏分，得产品三(4-吡啶甲基)胺。产率78％。
实施例15：将4-吡啶甲基氯(11.34g，0.1mol)和质量百分比浓度为30％氨水(25g，0.2mol)于反应釜中混合，控制在130℃；反应1小时。然后将反应溶液过羧酸型酸性树脂，收集pH4-5水溶液蒸干得氯化铵。再用质量百分比浓度为5％Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH7.5-9的溶液，减压蒸馏收集261℃/2mmHg馏分，得产品三(4-吡啶甲基)胺。产率48％。
Claims (5)
1.一种三吡啶甲基胺类化合物制备方法，其特征在于，是以吡啶甲基氯或吡啶甲基氯的盐酸盐和氨水为原料，运用水热法合成三吡啶甲基胺类化合物。
2.如权利要求1所说的三吡啶甲基胺类化合物制备方法，其特征在于，将吡啶甲基氯或吡啶甲基氯的盐酸盐和氨水按摩尔比1∶1-2于反应釜中混合，控制在80-130℃；反应时间1-8小时，然后将溶液过酸性树脂，用Na2CO3溶液洗涤树脂，收集pH 7.5-9的溶液，减压蒸馏得产品。
3.如权利要求2所说的三吡啶甲基胺类化合物制备方法，其特征在于，所说的吡啶甲基氯是2-吡啶甲基氯、3-吡啶甲基氯或4-吡啶甲基氯。
4.如权利要求2所说的三吡啶甲基胺类化合物制备方法，其特征在于，所说的吡啶甲基氯的盐酸盐是2-吡啶甲基氯盐酸盐、3-吡啶甲基氯盐酸盐或4-吡啶甲基氯盐酸盐。
5.如权利要求2所说的三吡啶甲基胺类化合物制备方法，其特征在于，所述氨水为质量百分比浓度为30％的氨水；所述Na2CO3溶液为质量百分比浓度为5％的Na2CO3溶液。
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