CN105622495A - 4-氯-3-硝基吡啶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了4-氯-3-硝基吡啶及其制备方法，以4-羟基吡啶为原料，离子液体为反应介质，介孔二氧化硅为催化剂，首先与硝酸反发生硝化反应，生成4-羟基-3-硝基吡啶；然后4-羟基-3-硝基吡啶与三氯氧磷反应，氯化亚砜作为催化剂，生成4-氯-3-硝基吡啶。本发明提供的4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，条件温和，易于控制，对设备要求低，产品纯度高，收率高。
Description
技术领域：
本发明涉及生物医药技术领域，具体的涉及4-氯-3-硝基吡啶及其制备方法。
背景技术：
吡啶及其衍生物是合成杂环化合物农药、医药的重要中间体。已知化合物中的苯环经用吡啶环替代后可能具有更高的生物活性或更低的毒性，因此，吡啶及其衍生物是开发新农药、医药的有潜力的重要中间体。
4-氯-3-硝基吡啶是一类非常重要的吡啶类衍生物，它可以作为粘度调节剂，可以合成抗消化性溃疡药哌仑西平、二氮杂卓类抗艾滋病药、白细胞三烯生物合成抑制剂，并可用作杀虫剂的药物中间体，因此，对4-氯-3-硝基吡啶合成的研究具有非常重要的意义。目前常用的方法是以3-硝基吡啶为原料，首先在双氧水和盐酸的作用下发生氯化反应，此方法反应简单，但是副产物较多，产品产率较低。
发明内容：
本发明的目的是提供4-氯-3-硝基吡啶及其制备方法，该方法操作简单，反应条件温和，副产物少，产品收率高。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4-羟基吡啶和离子液体混合搅拌均匀，边搅拌边加入浓硝酸，继续搅拌10-20min，加入介孔二氧化硅，升温至95-105℃，搅拌2-5h，冷却至室温，在冰盐浴中，边搅拌边滴加浓氨水，调节pH，加入去离子水，搅拌至沉淀完全，过滤，沉淀用去离子水洗涤2-5次，烘干，得到4-羟基-3-硝基吡啶；
(2)将步骤(1)得到的4-羟基-3-硝基吡啶和三氯氧磷混合搅拌均匀，滴加氯化亚砜，滴加完毕后，升温至90-100℃，回流3-5h，回流结束后，加入去离子水，利用二氯甲烷进行萃取，然后负压除去二氯甲烷，得到4-氯-3-硝基吡啶。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，4-羟基吡啶和介孔氧化硅的摩尔用量比为5-8:1。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述介孔二氧化硅的粒径大小为20-50nm。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述pH为5-7。
作为上述技术方案的优选，所述浓氨水的滴加速度为1-3ml/min。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述4-羟基-3-硝基吡啶、三氯氧磷和氯化亚砜的摩尔用量比为4-8:2-5:1。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述氯化亚砜的滴加速度为0.5-1ml/min。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用介孔二氧化硅作为催化剂，其不仅大大降低了生产成本，而且催化效率高，对环境无害，可以循环利用；
在氯代反应中，本发明采用氯化亚砜作为催化剂，其可以有效促进氯代反应的进行，使得氯代反应中副产物大大降低，提高了产品的纯度。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4-羟基吡啶5mol和离子液体混合搅拌均匀，边搅拌边加入浓硝酸，继续搅拌10min，加入介孔二氧化硅1mol，升温至95℃，搅拌2h，冷却至室温，在冰盐浴中，边搅拌边滴加浓氨水，调节pH至5-7，加入去离子水，搅拌至沉淀完全，过滤，沉淀用去离子水洗涤2-5次，烘干，得到4-羟基-3-硝基吡啶；
(2)将步骤(1)得到的4-羟基-3-硝基吡啶4mol和三氯氧磷2mol，混合搅拌均匀，滴加氯化亚砜1mol，滴加完毕后，升温至90℃，回流3h，回流结束后，加入去离子水，利用二氯甲烷进行萃取，然后负压除去二氯甲烷，得到4-氯-3-硝基吡啶。
实施例2
4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4-羟基吡啶8mol和离子液体混合搅拌均匀，边搅拌边加入浓硝酸，继续搅拌20min，加入介孔二氧化硅1mol，升温至105℃，搅拌5h，冷却至室温，在冰盐浴中，边搅拌边滴加浓氨水，调节pH至5-7，加入去离子水，搅拌至沉淀完全，过滤，沉淀用去离子水洗涤2-5次，烘干，得到4-羟基-3-硝基吡啶；
(2)将步骤(1)得到的4-羟基-3-硝基吡啶8mol和三氯氧磷5mol，混合搅拌均匀，滴加氯化亚砜1mol，滴加完毕后，升温至100℃，回流5h，回流结束后，加入去离子水，利用二氯甲烷进行萃取，然后负压除去二氯甲烷，得到4-氯-3-硝基吡啶。
实施例3
4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4-羟基吡啶5.5mol和离子液体混合搅拌均匀，边搅拌边加入浓硝酸，继续搅拌15min，加入介孔二氧化硅1mol，升温至100℃，搅拌3h，冷却至室温，在冰盐浴中，边搅拌边滴加浓氨水，调节pH至5-7，加入去离子水，搅拌至沉淀完全，过滤，沉淀用去离子水洗涤2-5次，烘干，得到4-羟基-3-硝基吡啶；
(2)将步骤(1)得到的4-羟基-3-硝基吡啶5mol和三氯氧磷3mol，混合搅拌均匀，滴加氯化亚砜1mol，滴加完毕后，升温至95℃，回流3.5h，回流结束后，加入去离子水，利用二氯甲烷进行萃取，然后负压除去二氯甲烷，得到4-氯-3-硝基吡啶。
实施例4
4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4-羟基吡啶6mol和离子液体混合搅拌均匀，边搅拌边加入浓硝酸，继续搅拌10min，加入介孔二氧化硅1mol，升温至95℃，搅拌3.5h，冷却至室温，在冰盐浴中，边搅拌边滴加浓氨水，调节pH至5-7，加入去离子水，搅拌至沉淀完全，过滤，沉淀用去离子水洗涤2-5次，烘干，得到4-羟基-3-硝基吡啶；
(2)将步骤(1)得到的4-羟基-3-硝基吡啶6mol和三氯氧磷3.5mol，混合搅拌均匀，滴加氯化亚砜1mol，滴加完毕后，升温至100℃，回流4h，回流结束后，加入去离子水，利用二氯甲烷进行萃取，然后负压除去二氯甲烷，得到4-氯-3-硝基吡啶。
实施例5
4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4-羟基吡啶7mol和离子液体混合搅拌均匀，边搅拌边加入浓硝酸，继续搅拌15min，加入介孔二氧化硅1mol，升温至100℃，搅拌4h，冷却至室温，在冰盐浴中，边搅拌边滴加浓氨水，调节pH至5-7，加入去离子水，搅拌至沉淀完全，过滤，沉淀用去离子水洗涤2-5次，烘干，得到4-羟基-3-硝基吡啶；
(2)将步骤(1)得到的4-羟基-3-硝基吡啶7mol和三氯氧磷4mol，混合搅拌均匀，滴加氯化亚砜1mol，滴加完毕后，升温至95℃，回流4.5h，回流结束后，加入去离子水，利用二氯甲烷进行萃取，然后负压除去二氯甲烷，得到4-氯-3-硝基吡啶。
实施例6
4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4-羟基吡啶7.5mol和离子液体混合搅拌均匀，边搅拌边加入浓硝酸，继续搅拌20min，加入介孔二氧化硅1mol，升温至95℃，搅拌4.5h，冷却至室温，在冰盐浴中，边搅拌边滴加浓氨水，调节pH至5-7，加入去离子水，搅拌至沉淀完全，过滤，沉淀用去离子水洗涤2-5次，烘干，得到4-羟基-3-硝基吡啶；
(2)将步骤(1)得到的4-羟基-3-硝基吡啶7.5mol和三氯氧磷4.5mol，混合搅拌均匀，滴加氯化亚砜1mol，滴加完毕后，升温至400℃，回流4.5h，回流结束后，加入去离子水，利用二氯甲烷进行萃取，然后负压除去二氯甲烷，得到4-氯-3-硝基吡啶。
Claims (8)
1.4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将4-羟基吡啶和离子液体混合搅拌均匀，边搅拌边加入浓硝酸，继续搅拌10-20min，加入介孔二氧化硅，升温至95-105℃，搅拌2-5h，冷却至室温，在冰盐浴中，边搅拌边滴加浓氨水，调节pH，加入去离子水，搅拌至沉淀完全，过滤，沉淀用去离子水洗涤2-5次，烘干，得到4-羟基-3-硝基吡啶；
(2)将步骤(1)得到的4-羟基-3-硝基吡啶和三氯氧磷混合搅拌均匀，滴加氯化亚砜，滴加完毕后，升温至90-100℃，回流3-5h，回流结束后，加入去离子水，利用二氯甲烷进行萃取，然后负压除去二氯甲烷，得到4-氯-3-硝基吡啶。
2.如权利要求1所述的4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，4-羟基吡啶和介孔氧化硅的摩尔用量比为5-8:1。
3.如权利要求1所述的4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述介孔二氧化硅的粒径大小为20-50nm。
4.如权利要求1所述的4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述pH为5-7。
5.如权利要求1所述的4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于，所述浓氨水的滴加速度为1-3ml/min。
6.如权利要求1所述的4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述4-羟基-3-硝基吡啶、三氯氧磷和氯化亚砜的摩尔用量比为4-8:2-5:1。
7.如权利要求1所述的4-氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化亚砜的滴加速度为0.5-1ml/min。
8.权利要求1-7中任一项所述的4-氯-3-硝基吡啶的制备方法所制备得到的4-氯-3-硝基吡啶。
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