专利名称：一种2-羟乙基吡啶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种吡啶类化合物的制备方法，具体地说是一种2-羟乙基吡啶的制
备方法。
背景技术：
2-羟乙基吡啶是一种高技术含量、高附加值、并已广泛应用的精细化工产品，通过它可以合成乙烯吡啶和其他许多精细有机化学中间体。2-羟乙基吡啶外观为无色或淡黄色透明液体，分子量123. 15，能与乙醇、乙醚相混溶，溶于水，易吸潮。在高分子材料、表面活性齐U、医药、农药等方面有着广泛的用途，具有较高的开发价值。
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丫 J^CH3CH2CH2OH上述方程式为2-羟乙基吡啶的合成方程式，该反应是一种可逆平衡反应，单程转化率很低。起初，在工业上2-羟乙基基吡啶的合成多采用甲基吡啶和多聚甲醛在催化、高温、高压下进行。在高压釜中加入比例量的2-甲基吡啶和甲醛，在一定压力下，开动搅拌，升温至一定温度进行反应。反应结束后，减压回收未反应的2-甲基吡啶和甲醛，得产物为2-羟乙基吡啶。该方法反应时间较短，但缺点是副反应多，生成黑色浙青状高聚物易堵塞管道反应器，收率低，只有30%左右；同时，采用高温高压反应，工业操作危险系数较高，大大增加了工业生产成本。鉴于高温高压条件反应种种不利因素，国内外研究人员进行了工艺改进，使甲基吡啶和甲醛在常压下反应。专利号为CN86103091，名称“乙烯吡啶常压合成法”的专利文件中公开了一种用羧酸作催化剂在常压合成2-羟乙基吡啶的方法，采用脂肪族羧酸和芳香族羧酸为合成用催化剂，在常压和低温下(105 128°C)进行反应。期刊《四川化工与腐蚀控制》2001年第I期第4卷中的论文“卩比啶乙醇的合成研究”中，采用苯甲酸为催化剂，探讨了最佳工艺条件甲基吡啶与甲醛的摩尔比为2:1，反应时间为40h，产品收率90%，纯度为98%。专利号为ZL200410024127. 3，名称为“工业规模制备2_羟乙基吡啶工艺”的专利文件中，提出以2-甲基吡啶为起始原料，催化剂用苯甲酸、氯乙酸或乙酸，与多聚甲醛缩合反应，得到2-羟乙基吡啶。上述几种常压工艺，降低了对工艺设备的要求，工业规模制备条件可以实现，但转化率不高，需要重复多次反应，即回收未反应的甲基吡啶，再补充新的甲基吡啶与甲醛反应,如此重复反应下去,每次反应要持续40-70h，生产效率极低，反而增加了生产成本
发明内容
本发明的目的是提供一种合成2-羟乙基吡啶新的新方法，以克服现有技术生产效率低、收率低和生产成本高的缺陷。为了实现本发明的目的，本发明所提供的2-羟乙基吡啶的制备方法，采用以下步骤
(O以四氢呋喃为溶剂，在-60 60°C温度及搅拌条件下，让2-甲基吡啶和有机碱在溶剂中反应完全，制得反应液；
(2)向上述反应液中加入多聚甲醛，在10 60°C温度和搅拌条件下反应O. 5 5小时，然后在上述反应条件下滴加水，滴加完后在10 60°C温度条件下继续搅拌反应O. 5 I. 5小时，制得产物液；
(3 )除去产物液中的水分，然后再将产物液中的四氢呋喃除去，所得液体产物即为2-羟乙基吡啶；·
上述有机碱选自甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾、甲醇钾或二异丙基胺基锂；2_甲基吡啶与有机碱的摩尔比为1:1 2 ;2-甲基吡啶与溶剂四氢呋喃的体积比为1:2 5 ;2-甲基吡啶与水的摩尔比为1:1 1.5 ;2_甲基吡啶与多聚甲醛的质量比为1:0. 296 O. 483。本发明以2-甲基吡啶为起始原料，先与有机碱反应，得到甲基吡啶盐，然后再与多聚甲醛合成，得到产品2-羟乙基吡啶，制备的产品纯度在99%以上，收率较高，以2-甲基吡啶计收率大于90%。从生产成本和反应充分的角度考虑，将2-甲基吡啶与有机碱的反应时间控制在I 4小时就可使之反应完全，水的滴加时间以O. 5 I. 5小时为宜。步骤(3)中水分的脱除可通过除水剂吸附的方式进行；除水剂可选用硫酸钙、氧化铝、4A分子筛、3A分子筛或硅胶中的一种。步骤(3)中四氢呋喃的脱除可通过蒸馏的方式进行，最好减压蒸馏，以提高脱除速度。步骤(I)和步骤(2)的反应过程最好在氮气保护条件下进行。本发明与现有技术相比，具有以下优点(I)采用常压反应，对设备要求较低，工艺操作简易；(2)产品的合成时间短，生产成本低，生产效率高；(3)副反应少，产品收率高，纯度高。
具体实施例方式以下通过实施例进一步说明2-羟乙基吡啶的制备方法，这些实施例仅用于说明本发明而对本发明没有限制。实施例I
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，二异丙基胺基锂107. 12g，四氢呋喃176. 2ml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和-60°C温度条件下反应I小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛27. 60g，搅拌和10°C温度的反应条件下反应I小时，然后在上述反应条件下，滴加水18g，滴加时间O. 5小时，滴加完成后在10°C温度条件下继续反应O. 5小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入硫酸钙，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度70°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为91. 19%，产品主含为99. 15%，水分含量为O. 07%。实施例2
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，二异丙基胺基锂160. 68g，四氢呋喃220. 3ml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和_30°C温度条件下反应2. 5小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛36. 32g，搅拌和30°C温度的反应条件下反应3小时，然后在上述反应条件下，滴加水21. 6g，滴加时间I小时，滴加完成后在40°C温度继续反应I小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入氧化铝，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度65°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为95. 71%，产品主含为99. 27%，水分含量为O. 06%。实施例3
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，二异丙基胺基锂214. 24g，四氢呋喃440. 6ml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和-10°C温度条件下反应4小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛44. 98g，搅拌和60°C温度的反应条件下反应5小时，然后在上述反应条件下，滴加水27g，滴加时 间I. 5小时，滴加完成后在60°C温度继续反应I. 5小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入4A分子筛，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度60°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为94. 91%，产品主含为99. 40%，水分含量为O. 04%。实施例4
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，甲醇钠54. 02g,四氢呋喃193. 9ml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和10°C温度条件下反应4小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛28. 87g，搅拌和15°C温度的反应条件下反应I小时，然后在上述反应条件下，滴加水21. 6g，滴加时间O. 6小时，滴加完成后在20°C温度继续反应O. 6小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入3A分子筛，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度62°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为91. 25%，产品主含为99. 21%，水分含量为O. 08%。实施例5
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，甲醇钠81. 03g,四氢呋喃264. 4ml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和20°C温度条件下反应3小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛41.91g，搅拌和20°C温度的反应条件下反应I. 5小时，然后在上述反应条件下，滴加水23. 4g，滴加时间O. 7小时，滴加完成后在25°C温度继续反应O. 7小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入硅胶，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度68°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡唆，以2-甲基吡啶计，收率为94. 23%，产品主含为99. 35%，水分含量为O. 08%。实施例6
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，乙醇钠108. 88g，四氢呋喃308. 4ml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和25°C温度条件下反应3. 5小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛28. 65g，搅拌和28°C温度的反应条件下反应2. 5小时，然后在上述反应条件下，滴加水25. 2g，滴加时间O. 8小时，滴加完成后在30°C温度继续反应O. 8小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入硫酸钙，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度64°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为94. 70%，产品主含为99. 20%，水分含量为O. 09%。实施例7
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，乙醇钠122. 49g，四氢呋喃352. 5ml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和30°C温度条件下反应4小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛42.84g，搅拌和30°C温度的反应条件下反应3小时，然后在上述反应条件下，滴加水27g，滴加时间O. 9小时，滴加完成后在35°C温度继续反应O. 9小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入氧化铝，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度66 °C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为95. 30%，产品主含为99. 32%，水分含量为O. 06%。
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实施例8
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，乙醇钾159. 98g，四氢呋喃431.79ml，向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和40°C温度条件下反应2小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛30. 73g，搅拌和45°C温度的反应条件下反应4小时，然后在上述反应条件下，滴加水20. Ig,滴加时间O. 5小时，滴加完成后在40°C温度继续反应O. 8小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入4A分子筛，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度67V和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为95. I %，产品主含为99. 23%，水分含量为O. 07%。实施例9
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，乙醇钾92. 62g，四氢呋喃229. Iml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和45°C温度条件下反应3小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛43. 77g，搅拌和50°C温度的反应条件下反应4. 5小时，然后在上述反应条件下，滴加水26. Ig,滴加时间I. 2小时，滴加完成后在45°C温度继续反应I. 2小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入3A分子筛，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度63°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为93. 12%，产品主含为99. 13%，水分含量为O. 05%。实施例10
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，甲醇钾54. 04g,四氢呋喃185. Iml,向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和50°C温度条件下反应I. 5小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛33. 53g，搅拌和15°C温度的反应条件下反应I. 5小时，然后在上述反应条件下，滴加水22. 5g，滴加时间O. 5小时，滴加完成后在50°C温度继续反应O. 5小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入硅胶，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度69°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡啶，以2-甲基吡啶计，收率为94. 45%，产品主含为99. 45%，水分含量为O. 04%。实施例11
(I)在装有温度计、磁力搅拌器、回流冷凝管的IOOOml四口烧瓶中，加入2-甲基吡啶93. 13g，甲醇钾102. 68g，四氢呋喃423ml，向反应体系中充氮气进行保护，在搅拌和60°C温度条件下反应4小时，制得反应液。(2)向上述反应液中加多聚甲醛37.25g，搅拌和60°C温度的反应条件下反应4. 5小时，然后在上述反应条件下，滴加水25. 2g，滴加时间I. 5小时，滴加完成后在60°C温度继续反应I. 5小时，制得产物液。(3)向上述产物液中加入硫酸钙，进行除水处理，将除去水分后的产物液进行过滤，将滤液在温度66°C和-O. 859 -O. 98MPa条件下进行减压蒸馏，除去四氢呋喃，即得到目标产物2-羟乙基吡唆，以2-甲基吡啶计，收率为94. 84%，产品主含为99. 48%，水分含量为O. 06%。实施例1-11制得的2-羟乙基吡啶的质量检测结果见表I。表I产品质量检测结果表
权利要求
1.一种2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)以四氢呋喃为溶剂，在-60 60°C温度及搅拌条件下，让2-甲基吡啶和有机碱在溶剂中反应完全，制得反应液； (2)向上述反应液中加入多聚甲醛，在10 60°C温度和搅拌条件下反应0.5 5小时，然后在上述反应条件下滴加水，滴加完后在10 60°C温度条件下继续搅拌反应0. 5 I. 5小时，制得产物液； (3 )除去产物液中的水分，然后再将产物液中的四氢呋喃除去，所得液体产物即为2-羟乙基吡啶。
2.—种2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于所述有机碱选自甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾、甲醇钾或二异丙基胺基锂；2_甲基吡啶与有机碱的摩尔比为I: I 2 ;2_甲基吡啶与溶齐U四氢呋喃的体积比为1:2 5 ;2_甲基吡啶与水的摩尔比为1:1 I. 5 ；2-甲基吡啶与多聚甲醛的质量比为1:0. 296 0. 483。
3.根据权利要求I所述的2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中水分的脱除通过除水剂吸附的方式进行。
4.根据权利要求3所述的2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于所述除水剂选自硫酸钙、氧化铝、4A分子筛、3A分子筛或硅胶中的一种。
5.根据权利要求I所述的2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中四氢呋喃的脱除通过蒸馏的方式进行。
6.根据权利要求I所述的2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于所述步骤(I)和步骤(2)的反应过程在氮气保护条件下进行。
7.根据权利要求I所述的2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于所述步骤(I)的反应时间为I 4小时。
8.根据权利要求I所述的2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中水的滴加时间为0. 5 I. 5小时。
全文摘要
本发明公开了一种2-羟乙基吡啶的制备方法，步骤如下(1)以四氢呋喃为溶剂，在-60～60℃温度条件下，让2-甲基吡啶和有机碱在溶剂中反应完全，制得反应液；(2)向上述反应液中加入多聚甲醛，在10～60℃温度和搅拌条件下反应0.5～5小时，然后在上述反应条件下滴加水，滴加完后在10～60℃温度条件下继续搅拌反应0.5～1小时，制得产物液；(3)除去产物液中的水分，然后再将产物液中的四氢呋喃除去，所得液体产物即为2-羟乙基吡啶；该方法工艺操作简易，产品的合成时间短，生产成本低，生产效率高；副反应少，产品收率高，纯度高。
文档编号C07D213/30GK102731372SQ20121024391
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者孟烨, 徐文辉, 李善清, 李远超, 杨海燕, 赵庭栋, 闫晓红 申请人:山东天一化学股份有限公司