背景及概述
2-氨基-4-羥基吡啶是一種用途廣泛的有機中間體。 目前它作為托洛塞米一種治療心血管疾病的藥物的合成中間體,在醫藥領域日益重要,受到了進一步的關注。 但是到目前為止,關于 2-氨基-4-羥基吡啶合成方面的相關資料仍然比較少見,而且主要是早期的文獻資料。
制備
2-氨基-4-羥基吡啶的合成方法可以分為兩類,一類是以吡啶為原料,先合成雙吡啶鹽酸鹽,然后進一步轉化為 2-氨基-4-羥基吡啶,它們所涉及到的合成過程往往操作冗長、復雜,持續周期長,甚至可達 4~ 5 d,而且文獻報道的收率較低,總收率僅能達到 50%[1] ;另一類則是以 2-氨基-4-氯吡啶為原料,堿性條件下轉化,再經過酸化后得到2-氨基-4-羥基吡啶,但是 2-氨基-4-氯吡啶是從 2,4-二氨基吡啶經過重氮化,再在濃鹽酸中分解得到,顯而易見,重氮鹽在分解時,由于水的存在不可避免地有羥基取代物生成,所以也會嚴重影響 2-氨基-4-氯吡啶的收率。 本文以 2,4-二氨基吡啶為原料,通過重氮化,水解的方法合成 2-氨基-4-羥基吡啶是一條成功的路徑。其合成反應式如下圖:
圖1 2-氨基-4-羥基吡啶的合成反應式
實驗操作:
重氮鹽的制備與水解
稱取 141 g( 1. 5 mol) 2,4-二氨基吡啶,溶于配好的15% (質量分數 )的稀硫酸溶液, 2,4-二氨基吡啶與硫酸的摩爾比為 1∶ 2. 5或略高。然后將 114 g亞硝酸鈉溶于 300 m L水中,再將此亞硝酸鈉溶液在攪拌條件下慢慢滴加到氨基吡啶的酸溶液中,控制反應溫度為 30~ 50°C,反應終點采用淀粉碘化鉀試紙檢驗,當反應液使淀粉碘化鉀變藍并且顏色不再褪去時,停止滴定,如果亞硝酸鈉量不足則繼續添加,直至反應到達終點。 然后使反應液在 50°C下繼續攪拌,直到反應液中不再有氣泡生成,表明水解過程結束。
中和過程
用固體堿 NaOH中和上述獲得的重氮液至顯較強堿性,在 60°C下攪拌 40 min,然后用 25% (質量分數 )的鹽酸酸化到 pH= 7. 5,攪拌 20 min后,改為滴加有機酸,并強烈攪拌,保持反應液的 pH值為5. 5左右不變化為止。
產物的后處理及檢驗
將調好 pH值的溶液脫除溶劑后,轉移到自行設計的連續逆流萃取裝置中,選用合適溶劑萃取出產物 2-氨基-4-羥基吡啶,該裝置的基本結構及主要尺寸。從逆流萃取塔中萃取了 2-氨基-4-羥基吡啶的溶液,自動進入蒸發器,萃取劑被蒸發并冷凝后,成為新萃取劑重新回到萃取塔底部,再經過逆流接觸后,并經過澄清段,回到蒸餾釜中。該萃取過程傳質效率高,溶劑反復使用,損失少,污染小,連續化過程生產效率大幅度提高。 該技術已經過中試生產使用,效果非常滿意。對于以上的合成量,用 1000 mL萃取劑異丙醇連續萃取 1 h。用 FeCl 3 溶液檢驗濾得萃余物中的 2-氨基-4-羥基吡啶時,已經檢測不到 2-氨基-4-羥基吡啶的殘留 (對比試驗表明如果有微量的 2-氨基-4-羥基吡啶殘存,就能明顯使 FeCl 3 溶液變為橙紅色 )。放出萃取液并減壓濃縮回收萃取劑 (濃縮到原體積的 1/5), 0°C下結晶, 得到產物 2-氨基-4-羥基吡啶。 烘干,所得的產物 132 g,收率 92. 4%。如果采用間歇操作的萃取方式,采用以上同樣的萃取劑,分 4次萃取,所得的產品收率約 80% 。
結論
( 1) 合成 2-氨基-4-羥基吡啶時 ,重氮化劑亞硝酸鈉與原料的用量摩爾比為 ( 1. 1~ 1. 2)∶ 1;硫酸濃度為 10% ~ 20% ,硫酸與 2,4-二氨基吡啶的摩爾比為 2. 5∶ 1。
( 2) 重氮化過程中 ,以 30~ 50°C為宜。
( 3) 采用連續逆流萃取工藝 ,生產效率和產品收率高、溶劑損失少 ,污染小。
( 4) 采用 2,4-二氨基吡啶重氮化、水解法合成 2-氨基-4-羥基吡啶 ,反應條件溫和 ,收率可達到 93%左右 ,產品品質好。 是一條合成 2-氨基-4-羥基吡啶的理想途徑。
參考文獻
[1]Journal of Medicinal Chemistry,, vol. 52, # 19 p. 5793 - 5802
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