CN109336810A - 一种卤代吡啶类氮氧化物的制备方法 - Google Patents

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汤漾
徐志刚
应律
胡俊斌
陈清泉
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
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Abstract

本发明公开了一种卤代吡啶类氮氧化物的制备方法。该方法包括如下步骤：(1)将原料卤代吡啶溶于溶剂中，加入一定量的氧化剂，在反应温度为0‑40℃范围内进行反应，反应结束，得到反应产物；(2)将步骤(1)得到的反应产物进行后续后处理步骤，得到目标产物卤代吡啶类氮氧化物。本发明的制备方法具有反应温度低，高收率、高纯度和低成本等优点。

Description

一种卤代吡啶类氮氧化物的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，特别是涉及一种卤代吡啶类氮氧化物的制备方法。
背景技术
在有机合成中，以过氧化物作为氧化剂来氧化吡啶类物质得到吡啶类氧化物是一种很常用的合成方法。通常，以过氧化物作为氧化剂来氧化吡啶类物质得到吡啶类氧化物比较常用的方法有：
(1)直接氧化法。直接氧化法中又分为包括过氧化物氧化法、高硼酸钠氧化法、次氯酸钠氧化法以及环己基二氧丙烷氧化法等。(参考文献：有机合成事典[M],北京理工大学出版社，1995，666；J.Chem.，1996，4(9)，403-405，etc.)；
(2)催化氧化法。(参考文献：Tetrahedron Letters，1996，37(6)：805-809；Tetrahedron Letters，1998.39:761-764)
然而，以上几种方法都具有各自的局限性。例如直接氧化法中，大多采用水或冰醋酸作为溶剂，废水多且酸性强，萃取收率低，环保处理压力大，成本相对昂贵。而催化氧化法虽然减少了溶剂用量，但催化效果较好仍以重金属类催化剂为主，废水处理压力有所降低，但从后处理工艺以及成本核算、环境保护角度等方面比较来看并未出现明显优势。
综上所述，基于现有的氧化吡啶类物质得到吡啶类氧化物的方法存在的缺陷，本发明在借鉴以上氧化方法优缺点的基础上，立足于直接氧化法的过氧化物氧化法，选择过氧酸作为氧化剂，针对溶剂的用量、过氧酸的投料比例、以及后处理工艺进行了一系列的探索，最终得到了一种高收率高纯度低成本制备卤代吡啶类氮氧化物的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卤代吡啶类氮氧化物的制备方法。本发明具有高收率、高纯度和低成本等优点。
为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：
一种卤代吡啶类氮氧化物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将原料卤代吡啶溶于溶剂中，加入一定量的氧化剂，在反应温度为0-40℃范围内进行反应，反应结束，得到反应产物；
(2)将步骤(1)得到的反应产物进行后续后处理步骤，得到目标产物卤代吡啶类氮氧化物。
本发明的反应方程式如下所示：
进一步地，本发明中的卤代吡啶类氮氧化物可以为一元或多元卤代吡啶类氮氧化物；优选的，吡啶环上的卤素取代基包括氟、氯、溴和碘中的一种或多种；更优选的，当其为多元取代，取代基团可以是相同或不同的。
进一步地，在上述制备方法中，所述溶剂为二氯甲烷。
进一步地，在上述制备方法中，所述溶剂与卤代吡啶的比例为2.0-20.0ml：1.0g；更优选的，所述溶剂与卤代吡啶的比例为10.0ml：1.0g。
进一步地，在上述制备方法中，所述氧化剂包括过氧酸、过氧苯甲酸和卤代过氧苯甲酸中的一种或多种。
进一步地，在上述方法中，所述氧化剂的用量为1.0-2.0eq；更优选的，所述氧化剂的用量为1.3eq。
进一步地，在上述方法中，所述反应温度为25-30℃。
进一步地，在上述方法中，所述反应时间为4～8小时。
进一步地，所述步骤(2)中的后处理步骤包括，在反应产物中加入高浓度的强碱水溶液，再进行静置、萃取、浓缩的步骤。
优选的，所述强碱包括氢氧化钠或氢氧化钾。
优选的，所述强碱水溶液的质量浓度为10％～70％；更优选的，所述强碱溶液的质量浓度为45％～55％。
本发明的静置、萃取、浓缩步骤具体的是将混有强碱水溶液的反应产物静置分液，取水相，用溶剂萃取3次以上，然后合并有机相，无水硫酸钠干燥后，减压蒸馏浓缩得到产物。
本发明具有以下特点：
(1)本发明采用二氯甲烷作为反应溶剂，相对于常规的用水或冰醋酸作为溶剂的直接氧化法，更利于后处理步骤，得到的卤代吡啶类氮氧化物产物纯度更高，产物纯度在98.5％以上。
(2)本发明采用二氯甲烷作为溶剂，过氧酸、过氧苯甲酸或卤代过氧苯甲酸作为氧化剂，且通过合理选择反应温度，在较低温度下反应，且具有较高的反应收率，本发明的收率在85％以上。
(3)本发明相对于催化氧化法，未采用金属催化剂，且反应温度较低，有效的控制了反应成本，使一种低成本的合成方法。
具体实施方式
以下具体实施例是对本发明提供的方法与技术方案的进一步说明，但不应理解成对本发明的限制。
实施例1：
在500ml的反应瓶中依次投入二氯甲烷400ml，间氯过氧苯甲酸113.3g。25-30℃之间水浴保温滴加3-氟吡啶48.5g和100ml二氯甲烷的混合溶液。继续25-30℃之间保温搅拌，直至体系变浑浊。
反应结束后加入50％氢氧化钾水溶液50ml，搅拌0.5小时后静置分液，水相用300ml二氯甲烷萃取4次。合并有机相，无水硫酸钠干燥后浓缩得到产物48.5g，产物纯度为98.8％。
Yield：85.1％。1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)7.90-7.79(m,2H)，7.30-7.22(m,1H),6.80(t,1H)。MS(M+1)：114.03。
实施例2：
在500ml反应瓶中依次投入二氯甲烷400ml，间氯过氧苯甲酸113.3g。25-30℃之间水浴保温滴加3,5-二氟吡啶57.5g和100ml二氯甲烷的混合溶液。继续25-30℃之间保温搅拌，直至体系变浑浊。
反应结束后加入60％氢氧化钾水溶液50ml，搅拌0.5小时后静置分液，水相用300ml二氯甲烷萃取4次。合并有机相，无水硫酸钠干燥后浓缩得到产物58.8g，产物纯度为98..6％。
Yield：89.8％。1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)7.58(d,2H)，6.50(t,J＝7.5Hz,1H)；MS(M+1)：132.02
实施例3：
在500ml反应瓶中依次投入二氯甲烷400ml，间氯过氧苯甲酸113.3g。25-30℃之间水浴保温滴加2-氯-3-溴吡啶96.2g和100ml二氯甲烷的混合溶液。继续25-30℃之间保温搅拌，直至体系变浑浊。
反应结束后加入50％氢氧化钾水溶液50ml，搅拌0.5小时后静置分液，水相用300ml二氯甲烷萃取4次。合并有机相，无水硫酸钠干燥后浓缩得到产物101.3g，产物纯度为99.3％。
Yield：97.2％。1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.48(d,1H)，7.91(t,1H)，7.80(d,1H)；MS(M+1)：209.91。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护范围内。

Claims (10)

1.一种卤代吡啶类氮氧化物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将原料卤代吡啶溶于溶剂中，加入一定量的氧化剂，在反应温度为0-40℃范围内进行反应，反应结束，得到反应产物；
(2)将步骤(1)得到的反应产物进行后续后处理步骤，得到目标产物卤代吡啶类氮氧化物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述卤代吡啶类氮氧化物为一元或多元卤代吡啶类氮氧化物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二氯甲烷。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂与卤代吡啶的比例为2.0-20.0ml：1.0g。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂包括过氧酸、过氧苯甲酸和卤代过氧苯甲酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂的用量为1.0-2.0eq。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为25-30℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的后处理步骤包括，在反应产物中加入高浓度的强碱溶液，再进行静置、萃取、浓缩的步骤。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述强碱包括氢氧化钠或氢氧化钾。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述强碱溶液的质量浓度为10％～70％。
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