2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工技术领域，具体涉及2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的 方法。
【背景技术】
[0002] 哌啶是一种重要的化工原料，哌啶常见的合成方法是将吡啶与镍催化剂加入高压 釜中，加热至50°C时通入氢气，继续加热通氢，直至200°C，氢压至近7MPa不再吸氢为止，反 应液经过滤，取滤液分馏，收集102-108°C馏出液，即得哌啶。另一种制备方法是将吡啶于无 水乙醇中，加热，投入金属钠，反应结束后，用水蒸气蒸馏，蒸出哌啶和乙醇，用盐酸中和后 蒸去乙醇即得哌啶盐酸盐，用氢氧化钠处理，可获得游离的哌啶。第一种方法合成哌啶的方 法的条件较高，第二种方法中合成哌啶的原料交贵、成本较高，且两种方法还原哌啶的生产 率较低，还原率较低，使得生产哌啶的成本较高，造成资源浪费。由2-甲基吡啶-4-甲酸生 成2-甲基哌啶-4-甲酸乙酯的反应基本上不发生。
【发明内容】
[0003] 本发明提出2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的方法，用于解决现有技术 中的生产原料比较贵、工艺复杂和产量少的问题，具有效率高、反应快和工艺简单的优点。
[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：一种2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原 成哌啶的方法，包括以下步骤：1)2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的制备：起始物2-甲基吡 啶-4-甲酸溶解在乙醇溶剂中，滴加氯化亚砜，进行酯化反应，得到酯化产物混合液体， 将酯化产物混合液体进行后处理，得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯，反应式如下所示：
[0005] 2)还原反应：将上一步骤反应生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯，在催化剂作用 下加压通氢进行还原反应，得到还原产物混合液体，其中催化剂的加入量为起始物含量的 10%~20%，催化剂为钯碳和铑碳的混合物，反应式如下所示：
[0006]
[0007] 3)后处理：对步骤2反应后的还原产物混合液体进行后处理得到2-甲基哌 啶-4-甲酸乙酯产品。
[0008] 进一步的，其中，2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的制备方法如下，
[0009] 首先，将重量份数为90~100份的2-甲基吡啶-4-甲酸溶解在乙醇溶剂中，搅拌 均匀后置于〇°C，滴加重量份数为106份的氯化亚砜，升至室温搅拌12小时，TLC检测反应 完成；
[0010] 其次，旋干乙醇溶剂得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的盐酸盐固体；
[0011] 再次，把上一步骤中生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的盐酸盐固体加入到饱和碳 酸氢钠水溶液中，搅拌〇. 5~lh，经乙酸乙酯萃取3次，合并3次萃取的有机物，经无水硫酸 钠干燥，旋干溶剂得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯。
[0012] 进一步的，其中，还原反应的具体步骤如下：
[0013] 将酯化反应生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯、催化剂和无水乙醇加入高压釜中， 氢气置换3次，将高压釜内的压力升至3~5MPa，温度升至30~50°C，通氢连续反应8~ 12h，TLC检测反应完成，得到还原产物混合液体。
[0014] 进一步的，其中，后处理的具体步骤如下：旋干还原产物混合液体，加入重量份 数为200份乙酸乙酯，再经过饱和食盐水洗，有机层无水硫酸钠干燥，旋干得到2-甲基哌 啶-4-甲酸乙酯产品。
[0015] 优选的，所述催化剂为钯碳和铑碳的混合物，其中钯碳和铑碳的重量份数比为1 : Io
[0016] 有益效果：本发明中提出一种新的反应方法，使得原本不发生反应或很少反应的 2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶，在本发明中首先由2-甲基吡啶-4-甲酸制造出 2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯，再由2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯使用钯碳和铑碳的混合物作为催 化剂生成2-甲基哌啶-4-甲酸乙酯，从而使吡啶环顺利还原成哌啶，具有反应时间短，反应 条件温和收率高的优点，根据本发明的制造方法可用作工业制造方法，实现产业化应用。
【具体实施方式】
[0017] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0018] 2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的反应式为：
[0019]
[0020] -种2-甲基P比啶-4-甲酸中P比啶环还原成哌啶的方法，具体步骤如下，
[0021] 第一步，制备2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯，制备方法如下，
[0022] 首先，将90~100g的2-甲基吡啶-4-甲酸溶解在700ml乙醇溶剂中，搅拌均匀 后置于0°C，滴加106g的氯化亚砜，滴完升至室温搅拌12小时，TLC检测反应完成；
[0023] 其次，旋干乙醇溶剂得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的盐酸盐固体；
[0024] 再次，把上一步骤中生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的盐酸盐固体加入到饱和碳 酸氢钠水溶液中，搅拌〇. 5~lh，经500ml乙酸乙酯萃取3次，合并3次萃取的有机物，经无 水硫酸钠干燥，旋干溶剂得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯；
[0025] 第二步，将第一步生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯还原成2-甲基哌啶-4-甲酸 乙酯的具体步骤如下：
[0026] 将第一步生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯、钯碳IOg和铑碳IOg混合而成的催化 剂和150ml的无水乙醇加入高压釜中，氢气置换3次，将高压釜内的压力升至5MPa，温度升 至50°C，通氢连续反应8小时，TLC检测反应完成，得到还原产物混合液体；
[0027] 第三步，对第二步得到的还原产物混合液体进行后处理，后处理的具体步骤如下： 旋干还原产物混合液体，200ml乙酸乙酯，再经过饱和食盐水洗，有机层无水硫酸钠干燥，旋 干得到2-甲基哌啶-4-甲酸乙酯产品。
[0028] 在相同量反应起始物、反应添加物的前提下，只改变反应条件，对反应结果进行检 测如表一所不
[0029] 表一本发明的实验数据列表
[0030]
[0031] 对比实验：
[0032] 对比实验1将90~100g2_甲基吡啶-4-甲酸、催化剂钯碳和无水乙醇加入高压 釜中进行氢化反应，
[0033] 表二对比实验1的实验数据列表
[0034]
[0036] 对比实验2将90~100g2_甲基吡啶-4-甲酸按照本发明的第一步进行酯化反应 生成2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯，将生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯再加氢进行还原，此反 应中催化剂用钯碳
[0037] 表三对比实验二的实验数据列表
[0038]
[0039] 综合表一、表二和表三可知，对比实验1的技术方案是将2-甲基吡啶-4-甲酸置 于高压釜中直接加氢进行还原反应，对比表一和表二可知，在相同的反应条件下，对比实验 1的反应时间更长，TLC检测结果显示基本上不发生还原反应；对比实验2的技术方案与本 发明的技术方案的区别在于催化剂的使用，对比实验2只使用单一催化剂，对比表一和表 三可知，在相同的反应条件下，对比实验2需要更长的反应时间，但是TLC检测结果显示只 有少数反应，即使提高反应条件，TLC检测到的反应结果显示的反应率依然很低。
[0040] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的方法，其特征在于，包括以下步 骤： 1) 2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的制备：起始物2-甲基吡啶-4-甲酸溶解在乙醇溶剂中， 滴加氯化亚砜，进行酯化反应，得到酯化产物混合液体，将酯化产物混合液体进行后处理， 得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯，反应式如下所示：2) 还原反应：将上一步骤反应生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯，在催化剂作用下加压 通氢进行还原反应，得到还原产物混合液体，其中催化剂的加入量为起始物含量的10%~ 20%，催化剂为钯碳和铑碳的混合物，反应式如下所示：3) 后处理：对步骤2反应后的还原产物混合液体进行后处理得到2-甲基哌啶-4-甲 酸乙酯产品。2. 如权利要求1所述的一种2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的方法，其特征 在于：其中，2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的制备方法如下， 首先，将重量份数为90~100份的2-甲基吡啶-4-甲酸溶解在乙醇溶剂中，搅拌均匀 后置于〇°C，滴加重量份数为106份的氯化亚砜，升至室温搅拌12小时，TLC检测反应完成； 其次，旋干乙醇溶剂得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的盐酸盐固体； 再次，把上一步骤中生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的盐酸盐固体加入到饱和碳酸氢 钠水溶液中，搅拌〇. 5~lh，经乙酸乙酯萃取3次，合并3次萃取的有机物，经无水硫酸钠干 燥，旋干溶剂得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯。3. 如权利要求2所述的一种2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的方法，其特征 在于：其中，还原反应的具体步骤如下： 将酯化反应生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯、催化剂和无水乙醇加入高压釜中，氢气 置换3次，将高压釜内的压力升至3~5MPa，温度升至30~50°C，通氢连续反应8~12h， TLC检测反应完成，得到还原产物混合液体。4. 如权利要求3所述的一种2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的方法，其特征 在于：其中，后处理的具体步骤如下：旋干还原产物混合液体，加入乙酸乙酯，再经过饱和 食盐水洗，有机层无水硫酸钠干燥，旋干得到2-甲基哌啶-4-甲酸乙酯产品。5. 如权利要求1所述的一种2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的方法，其特征 在于：所述催化剂为钯碳和铑碳的混合物，其中钯碳和铑碳的重量份数比为1 :1。
【专利摘要】本发明公开一种2-甲基吡啶-4-甲酸中吡啶环还原成哌啶的方法，包括以下步骤：1)2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯的制备：起始物2-甲基吡啶-4-甲酸溶解在乙醇溶剂中，滴加氯化亚砜，进行酯化反应，得到酯化产物混合液体，将酯化产物混合液体进行后处理，得到2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯；2)还原反应：将上一步骤反应生成的2-甲基吡啶-4-甲酸乙酯，在催化剂作用下加压通氢进行还原反应，得到还原产物混合液体，其中催化剂的加入量为起始物含量的10％～20％，催化剂为钯碳和铑碳的混合物；3)后处理：对步骤2反应后的还原产物混合液体进行后处理得到2-甲基哌啶-4-甲酸乙酯产品。本发明提出新的生产2-甲基哌啶-4-甲酸乙酯的方法，具有效率高、反应快和工艺简单的优点。
【IPC分类】C07D211/62, C07D211/02
【公开号】CN104945308
【申请号】CN201510413447
【发明人】苏敏
【申请人】武汉康贝德生物科技有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月14日