專利名稱：一種2,3-吡嗪二甲酸的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種2，3-吡嗪二甲酸的合成方法。
背景技術(shù)：
2，3_吡嗪二甲酸是抗結(jié)核病藥物吡嗪酰胺的中間體，并廣泛的用于農(nóng)業(yè)化學(xué)品生 產(chǎn)、醫(yī)藥品合成、食品加工和化妝品等行業(yè)。吡嗪二甲酸還是一個(gè)很好的橋聯(lián)配體，能與多 種金屬如過渡金屬和稀土元素配位，是一種常用的配合試劑。傳統(tǒng)的吡嗪二羧酸的合成方 法為高錳酸鉀氧化喹喔啉，濃鹽酸酸化，再用丙酮萃取或低溫冷卻結(jié)晶。高錳酸鉀氧化法反 應(yīng)劇烈，會(huì)產(chǎn)生大量的“錳泥”，對(duì)環(huán)境污染比較嚴(yán)重；用丙酮萃取，產(chǎn)品后處理過程繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種對(duì)環(huán)境友好、反應(yīng)條件溫和的吡嗪二甲酸 的合成方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種結(jié)構(gòu)如式(I)所示的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于所述的合成方 法為以結(jié)構(gòu)如式(II)所示的喹喔啉為原料，以水為溶劑，以氯酸鈉為氧化劑，在硫酸銅/ 濃硫酸的酸性體系中，于40 150°C充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后所得產(chǎn)物喹喔啉銅固體經(jīng) 后處理得的2，3-吡嗪二甲酸； 進(jìn)一步，本發(fā)明所述的喹喔啉、氯酸鈉、硫酸銅、濃硫酸的投料物質(zhì)的量比為 1 2 8 0.5 2 0.6 6，優(yōu)選為1 3 5 0. 5 1. 5 0. 6 3，更優(yōu)選 1 3 5 1 1. 5 o具體的，本發(fā)明所述的合成方法包括以下步驟往反應(yīng)容器中依次加入水、濃硫 酸、五水硫酸銅，升溫至40 50°C后加入喹喔啉，然后加入氯酸鈉，投料完畢后于50 150°C反應(yīng)5 15h ；反應(yīng)結(jié)束后，所得反應(yīng)產(chǎn)物喹喔啉銅固體經(jīng)后處理得2，3-吡嗪二甲酸。進(jìn)一步，由于反應(yīng)有氣體生成，為避免噴料現(xiàn)象，優(yōu)選以分批的方式加入氯酸鈉， 如分成5 15批次加入。進(jìn)一步，投料完畢后優(yōu)選于80 110°C進(jìn)行反應(yīng)。進(jìn)一步，投料完畢后優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為8 12h。進(jìn)一步，加入喹喔啉后，優(yōu)選升溫至80 90°C分批加入氯酸鈉。
本發(fā)明所述的后處理包括如下步驟反應(yīng)結(jié)束后，過濾得到喹喔啉銅固體，喹喔啉 銅固體經(jīng)堿解、酸化、抽濾得2，3_吡嗪二甲酸粗產(chǎn)品，2，3_吡嗪二甲酸粗產(chǎn)品經(jīng)精制后得 2，3-吡嗪二甲酸。進(jìn)一步，所述的“堿解”具體為將喹喔啉銅固體加入到氫氧化鈉溶液 或氫氧化鉀溶液(優(yōu)選氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的質(zhì)量濃度在5 55%)中，升溫至 70 80°C，恒溫反應(yīng)1 5小時(shí)，趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液。所述的“酸化”具體為將 堿解反應(yīng)濾液冰浴冷卻，用濃鹽酸酸化，析出固體，抽濾，得2，3_吡嗪二甲酸粗品。所述的 “精制”具體為將2，3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液(優(yōu)選氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度 為10 30% )中，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V，往所得濾液中加入濃鹽酸酸化，析出固體，抽濾，得2， 3-吡嗪二甲酸固體。本發(fā)明具體推薦所述的合成方法按照如下步驟進(jìn)行往反應(yīng)容器中依次加入水、 濃硫酸、五水硫酸銅，升溫至40 50°C，加入喹喔啉，升溫至80 90°C，分5 15批加入 氯酸鈉，投料完畢后于80 110°C反應(yīng)8 12h ；反應(yīng)結(jié)束后，抽濾得到喹喔啉銅固體，將喹 喔啉銅固體加入到氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)1 5小 時(shí)，趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液；將堿解反應(yīng)濾液冰浴冷卻，用濃鹽酸酸化，析出固體，抽濾， 得2，3-吡嗪二甲酸粗品；再將2，3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢韬蟪?濾，往所得濾液中加入濃鹽酸酸化，析出固體，抽濾，得2，3-吡嗪二甲酸固體。。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用氯酸鈉作為氧化劑氧化喹喔啉，反應(yīng)比較溫和，反應(yīng)溫 度適中，容易控制，反應(yīng)生成的少量氣體可用堿液吸收，減少了對(duì)環(huán)境的污染。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于此實(shí)施例1 2，3_吡嗪二甲酸的合成在100mL 三口燒瓶中依次加入 20mL 水、2. 4mL(0. 045mol)濃硫酸、7. 5g(0. 03mol) 五水硫酸銅，加熱攪拌，升溫至40 50°C，加入3. 9g(0. 03mol)喹喔啉，繼續(xù)升溫至50°C， 分5批加入9. 6g(0. 09mol)氯酸鈉。投料結(jié)束后，維持反應(yīng)液溫度在80°C左右，反應(yīng)10h。 冷卻，抽濾，得綠色的喹喔啉銅固體。將喹喔啉銅固體和25mL50 %氫氧化鈉溶液加到三口 燒瓶中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)3h。趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液。將堿解反應(yīng)濾液倒 入燒杯中，冰浴冷卻，邊攪拌邊滴加濃鹽酸直至溶液PH為1，繼續(xù)攪拌lh，抽濾，得2，3_吡 嗪二甲酸粗品。將2，3_吡嗪二甲酸粗品溶于30%氫氧化鈉溶液中，常溫?cái)嚢?h，抽濾，在 濾液中加入濃鹽酸至PH為1時(shí)抽濾，得2. 03g白色2，3-吡嗪二甲酸固體，收率40.3%，熔 點(diǎn):186°Co實(shí)施例2 2，3_吡嗪二甲酸的合成在100mL 三口燒瓶中依次加入 20mL 水、2. 4mL(0. 045mol)濃硫酸、7. 5g(0. 03mol) 五水硫酸銅，加熱攪拌，升溫至40 50°C，加入3. 9g(0. 03mol)喹喔啉，繼續(xù)升溫至80°C， 分5批加入11.2g(0. 105mol)氯酸鈉。投料結(jié)束后，維持反應(yīng)液溫度在80°C左右，反應(yīng)10h。 冷卻，抽濾，得綠色的喹喔啉銅固體。將喹喔啉銅固體和25mL50%氫氧化鈉溶液加到三口燒 瓶中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)3h。趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液。將堿解反應(yīng)濾液倒入 燒杯中，冰浴冷卻，邊攪拌邊滴加濃鹽酸直至溶液PH為1，繼續(xù)攪拌lh，抽濾，得2，3_吡嗪 二甲酸粗品。將2，3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液中，常溫?cái)嚢?h，抽濾，在濾液中加入濃鹽酸至PH為1時(shí)抽濾，得2. 48g白色2，3-吡嗪二甲酸固體，收率49. 2%，熔點(diǎn)186°C。實(shí)施例3 2，3_吡嗪二甲酸的合成在100mL 三口燒瓶中依次加入 20mL 水、2. 4mL(0. 045mol)濃硫酸、7. 5g(0. 03mol) 五水硫酸銅，加熱攪拌，升溫至40 50°C，加入3. 9g(0. 03mol)喹喔啉，繼續(xù)升溫至80°C， 分5批加入12.8g(0. 12mol)氯酸鈉。投料結(jié)束后，維持反應(yīng)液溫度在80°C左右，反應(yīng)10h。 冷卻，抽濾，得綠色的喹喔啉銅固體。將喹喔啉銅固體和25mL50%氫氧化鈉溶液加到三口燒 瓶中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)3h。趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液。將堿解反應(yīng)濾液倒入 燒杯中，冰浴冷卻，邊攪拌邊滴加濃鹽酸直至溶液PH為1，繼續(xù)攪拌lh，抽濾，得2，3_吡嗪 二甲酸粗品。將2，3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液中，常溫?cái)嚢?h，抽濾，在濾液中加 入濃鹽酸至PH為1時(shí)抽濾，得2. 44g白色2，3-吡嗪二甲酸固體，收率48. 4%，熔點(diǎn)186°C。實(shí)施例4 2，3-吡嗪二甲酸的合成在100mL 三口燒瓶中依次加入 20mL 水、2. 4mL(0. 045mol)濃硫酸、7. 5g(0. 03mol) 五水硫酸銅，加熱攪拌，升溫至40 50°C，加入3. 9g(0. 03mol)喹喔啉，繼續(xù)升溫至80°C， 分5批加入16g(0. 15mol)氯酸鈉。投料結(jié)束后，維持反應(yīng)液溫度在80°C左右，反應(yīng)10h。冷 卻，抽濾，得綠色的喹喔啉銅固體。將喹喔啉銅固體和25mL50%氫氧化鈉溶液加到三口燒瓶 中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)3h。趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液。將堿解反應(yīng)濾液倒入燒 杯中，冰浴冷卻，邊攪拌邊滴加濃鹽酸直至溶液PH為1，繼續(xù)攪拌lh，抽濾，得2，3_吡嗪二 甲酸粗品。將2，3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液中，常溫?cái)嚢?h，抽濾，在濾液中加入 濃鹽酸至PH為1時(shí)抽濾，得2. 30g白色2，3-吡嗪二甲酸固體，收率40. 3%，熔點(diǎn)186°C。實(shí)施例5 2，3-吡嗪二甲酸的合成在100mL 三口燒瓶中依次加入 20mL 水、2. 4mL(0. 045mol)濃硫酸、7. 5g(0. 03mol) 五水硫酸銅，加熱攪拌，升溫至40 50°C，加入3. 9g(0. 03mol)喹喔啉，繼續(xù)升溫至90°C， 分5批加入11.2g(0. 105mol)氯酸鈉。投料結(jié)束后，維持反應(yīng)液溫度在50°C左右，反應(yīng)15h。 冷卻，抽濾，得綠色的喹喔啉銅固體。將喹喔啉銅固體和25mL50%氫氧化鈉溶液加到三口燒 瓶中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)3h。趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液。將堿解反應(yīng)濾液倒入 燒杯中，冰浴冷卻，邊攪拌邊滴加濃鹽酸直至溶液PH為1，繼續(xù)攪拌lh，抽濾，得2，3_吡嗪 二甲酸粗品。將2，3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液中，常溫?cái)嚢?h，抽濾，在濾液中加 入濃鹽酸至PH為1時(shí)抽濾，得2. 6g白色2，3-吡嗪二甲酸固體，收率51.6%，熔點(diǎn)186°C。實(shí)施例6 2，3-吡嗪二甲酸的合成在100mL 三口燒瓶中依次加入 20mL 水、2. 4mL(0. 045mol)濃硫酸、7. 5g(0. 03mol) 五水硫酸銅，加熱攪拌，升溫至40 50°C，加入3. 9g(0. 03mol)喹喔啉，繼續(xù)升溫至90°C 時(shí)，分5批加入11.2g(0. 105mol)氯酸鈉。投料結(jié)束后，維持反應(yīng)液溫度在100°C左右，反 應(yīng)8h。冷卻，抽濾，得綠色的喹喔啉銅固體。將喹喔啉銅固體和25mL50%氫氧化鈉溶液加 到三口燒瓶中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)3h。趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液。將堿解反應(yīng) 濾液倒入燒杯中，冰浴冷卻，邊攪拌邊滴加濃鹽酸直至溶液PH為1，繼續(xù)攪拌lh，抽濾，得2， 3-吡嗪二甲酸粗品。將2，3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液中，常溫?cái)嚢?h，抽濾，在 濾液中加入濃鹽酸至PH為1時(shí)抽濾，得2. 8g白色2，3-吡嗪二甲酸固體，收率55. 57%，熔 點(diǎn):186°Co實(shí)施例7 2，3-吡嗪二甲酸的合成
在 100mL 三口燒瓶中依次加入 20mL 水、2. 4mL(0. 045mol)濃硫酸、7. 5g(0. 03mol) 五水硫酸銅，加熱攪拌，升溫至40 50°C，加入3. 9g(0. 03mol)喹喔啉，繼續(xù)升溫至90°C 時(shí)，分5批加入11.2g(0. 105mol)氯酸鈉。投料結(jié)束后，維持反應(yīng)液溫度在150°C左右，反 應(yīng)5h。冷卻，抽濾，得綠色的喹喔啉銅固體。將喹喔啉銅固體和25mL50%氫氧化鈉溶液加 到三口燒瓶中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)3h。趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液。將堿解反應(yīng) 濾液倒入燒杯中，冰浴冷卻，邊攪拌邊滴加濃鹽酸直至溶液PH為1，繼續(xù)攪拌lh，抽濾，得2， 3-吡嗪二甲酸粗品。將2，3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液中，常溫?cái)嚢?h，抽濾，在 濾液中加入濃鹽酸至PH為1時(shí)抽濾，得2. 7g白色2，3-吡嗪二甲酸固體，收率53.6%，熔 點(diǎn):186°Co
權(quán)利要求
一種結(jié)構(gòu)如式(Ⅰ)所示的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于所述的合成方法為以結(jié)構(gòu)如式(Ⅱ)所示的喹喔啉為原料，以水為溶劑，以氯酸鈉為氧化劑，在硫酸銅/濃硫酸的酸性體系中，于40～150℃充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后所得產(chǎn)物喹喔啉銅經(jīng)后處理得2，3-吡嗪二甲酸；FDA0000022895380000011.tif
2.如權(quán)利要求1所述的2，3_吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于所述的喹喔啉、氯酸 鈉、硫酸銅、濃硫酸的投料物質(zhì)的量比為1 2 8 0.5 2 0.6 6。
3.如權(quán)利要求2所述的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于所述的合成方法包 括以下步驟往反應(yīng)容器中依次加入水、濃硫酸、五水硫酸銅，升溫至40 50°C后加入喹喔 啉，然后加入氯酸鈉，投料完畢后于50 150°C反應(yīng)5 15h ；反應(yīng)結(jié)束后，所得反應(yīng)產(chǎn)物喹 喔啉銅固體經(jīng)后處理得2，3-吡嗪二甲酸。
4.如權(quán)利要求3所述的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于投料完畢后于80 110°C進(jìn)行反應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于投料完畢后于80 110°c反應(yīng) 8 12h。
6.如權(quán)利要求3所述的2，3_吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于加入喹喔啉后，升溫 至80 90°C分批加入氯酸鈉。
7.如權(quán)利要求1 6之一所述的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于所述的后處 理包括如下步驟反應(yīng)結(jié)束后，過濾得到喹喔啉銅固體，喹喔啉銅固體經(jīng)堿解、酸化、抽濾得 2,3-吡嗪二甲酸粗產(chǎn)品，2，3_吡嗪二甲酸粗產(chǎn)品經(jīng)精制后得2，3_吡嗪二甲酸。
8.如權(quán)利要求7所述的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于所述的后處理按照如 下步驟進(jìn)行反應(yīng)結(jié)束后，過濾得到喹喔啉銅固體，將喹喔啉銅固體加入到氫氧化鈉溶液或 氫氧化鉀溶液中，升溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)1 5小時(shí)，趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液；將 堿解反應(yīng)濾液冰浴冷卻，用濃鹽酸酸化，析出固體，抽濾，得2，3-吡嗪二甲酸粗品；再將2， 3-吡嗪二甲酸粗品溶于氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V，往所得濾液中加入濃鹽酸酸化， 析出固體，抽濾，得2，3-吡嗪二甲酸固體。
9.如權(quán)利要求1所述的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，其特征在于所述的合成方法按 照如下步驟進(jìn)行往反應(yīng)容器中依次加入水、濃硫酸、五水硫酸銅，升溫至40 50°C，加入 喹喔啉，升溫至80 90°C，分批加入氯酸鈉，投料完畢后于80 110°C反應(yīng)8 12h ；反應(yīng) 結(jié)束后，抽濾得到喹喔啉銅固體，喹喔啉銅固體加入到氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液中，升 溫至70 80°C，恒溫反應(yīng)1 5小時(shí)，趁熱抽濾，得堿解反應(yīng)濾液；將堿解反應(yīng)濾液冰浴冷 卻，用濃鹽酸酸化，析出固體，抽濾，得2，3_吡嗪二甲酸粗品；再將2，3_吡嗪二甲酸粗品溶 于氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V，往所得濾液中加入濃鹽酸酸化，析出固體，抽濾，得2， 3-吡嗪二甲酸固體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)如式(Ⅰ)所示的2，3-吡嗪二甲酸的合成方法，所述的合成方法為以結(jié)構(gòu)如式(Ⅱ)所示的喹喔啉為原料，以水為溶劑，以氯酸鈉為氧化劑，在硫酸銅/濃硫酸的酸性體系中，于40～150℃充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后所得產(chǎn)物喹喔啉銅固體經(jīng)后處理得的2，3-吡嗪二甲酸。本發(fā)明用氯酸鈉作為氧化劑氧化喹喔啉，反應(yīng)比較溫和，反應(yīng)溫度適中，容易控制，反應(yīng)生成的少量氣體可用堿液吸收，減少了對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C07D241/24GK101875641SQ20101021469
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者孫莉, 張皓雪, 楊建榮, 胡香凝, 裴文, 鄭潔 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)