专利名称：一种4－氨基吡啶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种4-氨基吡啶的制备方法。
背景技术：
4-氨基吡啶(又称对氨基吡啶)是合成医药、农药、染料的重要中间体，也可作为食品的添加剂和高效酰化催化剂4-二甲氨基吡啶的原料。
目前，合成4-氨基吡啶的方法主要有两种，一种是以吡啶为起始原料，经氧化制得氮氧化吡啶，再经混酸硝化制成4-硝基氮氧化吡啶，最后还原得到4-氨基吡啶。此方法合成路线较长，并且混酸硝化时用到大量强酸，对环境污染较大(4-氨基吡啶的合成技术进展及其应用，现代化工，2004，Vol.24(5)，pp.16-18)；另一种是以异烟酸为起始原料，经酯化、酰胺化、霍夫曼降解制得4-氨基吡啶。该法反应条件温和，但总产率较低(4-氨基吡啶的合成工艺进展，辽宁化工，2003，Vol.32(1)，pp.34-35)。而影响收率的关键步骤是霍夫曼降解一步。郑嗣华等的研究表明，异烟酸酯化的收率为78.5％，酰胺化的收率为97.8％，霍夫曼降解的收率为50％(4-氨基吡啶的合成，天津理工大学学报，1999，Vol.15(增刊)，pp.80-82)。杨圆圆等的研究表明，霍夫曼降解一步如果加入碘苯作为催化剂，4-氨基吡啶的收率可达83-85％(4-氨基吡啶合成方法的改进，应用化学，2004，Vol.21(5)，pp.530-531)。但碘苯的价格相对较贵，并且霍夫曼降解反应的收率也不是很高。
本发明使用价格便宜的碘或碱金属碘化物、氢氧化钠或氢氧化钾和溴按一定比例、在一定条件下制成的催化剂，用于异烟酰胺霍夫曼降解反应，使该反应的收率提高到了90％以上，太大提高了以异烟酸为原料制备4-氨基吡啶的总产率，同时，降低了异烟酰胺霍夫曼降解反应催化剂的成本，这对以异烟酸为原料制取4-氨基吡啶具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于异烟酰胺经霍夫曼降解反应制备4-氨基吡啶的方法，采用碘或碱金属碘化物、氢氧化钠或氢氧化钾、溴的水溶液混合物为催化剂，在一定的反应条件下，使异烟酰胺发生霍夫曼降解反应，制备高纯度4-氨基吡啶。化学反应式如下 本发明为一种4-氨基吡啶的制备方法，采用异烟酰胺霍夫曼降解的方法，将异烟酰胺在0-5℃条件下与催化剂进行搅拌反应45-50分钟，再缓慢升高反应温度到70-80℃，继续搅拌50-60分钟，然后，在反应体系中加入稀盐酸至反应体系pH值为1-2，在搅拌条件下将反应体系降至室温，再加入稀氢氧化钠或稀氢氧化钾溶液至反应体系pH值为12-13，反应液减压蒸馏除去部分水后，经冷却、过滤得到4-氨基吡啶粗产品；粗产品经苯重结晶，再经真空干燥后，获得4-氨基吡啶纯品。
其中所说的催化剂采用如下方法制备先将碘或碱金属碘化物在室温下溶于水中，降至0～5℃后，依次加入氢氧化钠或氢氧化钾、溴，使碘或碱金属碘化物、氢氧化钠或氢氧化钾、溴、水的摩尔比为1∶50～70∶25～30∶500～600，经充分搅拌制成催化剂；所用的碱金属碘化物为碘化锂、碘化钠或碘化钾。
上述催化剂的用量使碘或碱金属碘化物与异烟酰胺的摩尔比为1/20～1/25。
经熔点、1H NMR、红外光谱测定，本发明制备的4-氨基吡啶的纯度大于99％，收率可高达90％以上。
本发明与现有的制备4-氨基吡啶的方法相比，具有如下显著优点①在相似的反应条件下，本发明的方法获得的目标产物4-氨基吡啶的收率可提高6～8％，而且产品的纯度很高，特别适合于工业化放大。
②反应所用的催化剂价格低廉，从而可大大降低合成4-氨基吡啶的成本，并且反应条件温和，对环境没有污染，“三废”很少。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
具体实施例方式实施例1(1)称取市售的分析纯的碘2.54g(0.01mol)放入500ml三口瓶中，加入去离子水18g(1mol)使其溶解，然后，将三口瓶放入0～5℃的冰水浴中，加入市售的分析纯的氢氧化钠22g(0.55mol)，搅拌条件下加入去离子水90g(5mol)使其溶解，再缓慢滴加市售的分析纯的溴39.95g(0.25mol)，充分搅拌均匀后，即为制备好的催化剂。
(2)称取市售的化学纯的异烟酰胺26.87g(0.22mol)，加入上述盛有制备好催化剂的三口烧瓶中，保持反应温度在0～5℃，搅拌反应45min，再缓慢升高反应温度到80℃，并保持50min，然后，加入1N的稀盐酸溶液至强酸性(pH值为1～2)，搅拌条件下降温至室温，再加入1N的稀氢氧化钠溶液至强碱性(pH值为12～13)，减压蒸馏除去部分水，冷却后过滤，得到4-氨基吡啶粗产品。
(3)将4-氨基吡啶粗产品用苯重结晶，真空干燥后，获得4-氨基吡啶纯品19.42g，收率为93.77％(以投的异烟酰胺计算)。熔点160～162℃，1H NMR谱、红外光谱与标准谱图相符。
实施例2(1)称取市售的分析纯的碘化钾1.66g(0.01mol)放入500ml三口瓶中，加入去离子水27g(1.5mol)使其溶解，然后，将三口瓶放入0～5℃的冰水浴中，加入市售的分析纯的氢氧化钾28.06g(0.50mol)，搅拌条件下加入去离子水72g(4mol)使其溶解，再缓慢滴加市售的分析纯的溴47.94g(0.30mol)，充分搅拌均匀后，即为制备好的催化剂。
(2)称取市售的化学纯的异烟酰胺30.53g(0.25mol)，加入上述盛有制备好催化剂的三口烧瓶中，保持反应温度在0～5℃，搅拌反应50min，再缓慢升高反应温度到75℃，并保持55min，然后，加入1N的稀盐酸溶液至强酸性(pH值为1～2)，搅拌条件下降温至室温，再加入1N的稀氢氧化钾溶液至强碱性(pH值为12～13)，减压蒸馏除去部分水，冷却后过滤，得到4-氨基吡啶粗产品。
(3)将4-氨基吡啶粗产品用苯重结晶，真空干燥后，获得4-氨基吡啶纯品21.62g，收率为91.89％(以投的异烟酰胺计算)。熔点160～162℃，1H NMR谱、红外光谱与标准谱图相符。
实施例3(1)称取市售的分析纯的碘化钠1.50g(0.01mol)放入500ml三口瓶中，加入去离子水18g(1mol)22ml去离子水使其溶解，然后，将三口瓶放入0～5℃的冰水浴中，加入市售的分析纯的氢氧化钠28g(0.70mol)，搅拌条件下加入去离子水72g(4mol)使其溶解，再缓慢滴加市售的分析纯的溴43.15g(0.27mol)，充分搅拌均匀后，即为制备好的催化剂。
(2)称取市售的化学纯的异烟酰胺25.65g(0.21mol)，加入上述盛有制备好催化剂的三口烧瓶中，保持反应温度在0～5℃，搅拌反应45min，再缓慢升高反应温度到70℃，并保持60min，然后，加入1N的稀盐酸溶液至强酸性(pH值为1～2)，搅拌条件下降温至室温，再加入1N的稀氢氧化钾溶液至强碱性(pH值为12～13)，减压蒸馏除去部分水，冷却后过滤，得到4-氨基吡啶粗产品。
(3)将4-氨基吡啶粗产品用苯重结晶，真空干燥后，获得4-氨基吡啶纯品18.25g，收率为92.32％(以投的异烟酰胺计算)。熔点160～162℃，1H NMR谱、红外光谱与标准谱图相符。
实施例4
(1)称取市售的分析纯的碘化锂1.34g(0.01mol)放入500ml三口瓶中，加入去离子水21.6g(1.2mol)使其溶解，然后，将三口瓶放入0～5℃的冰水浴中，加入市售的分析纯的氢氧化钾33.67g(0.60mol)，搅拌条件下加入去离子水72g(4mol)使其溶解，再缓慢滴加市售的分析纯的溴46.34g(0.30mol)，充分搅拌均匀后，即为制备好的催化剂。
(2)称取市售的化学纯的异烟酰胺24.43g(0.20mol)，加入上述盛有制备好催化剂的三口烧瓶中，保持反应温度在0～5℃，搅拌反应50min，再缓慢升高反应温度到70℃，并保持50min，然后，加入1N的稀盐酸溶液至强酸性(pH值为1～2)，搅拌条件下降温至室温，再加入1N的稀氢氧化钠溶液至强碱性(pH值为12～13)，减压蒸馏除去部分水，冷却后过滤，得到4-氨基吡啶粗产品。
(3)将4-氨基吡啶粗产品用苯重结晶，真空干燥后，获得4-氨基吡啶纯品17.06g，收率为90.61％(以投的异烟酰胺计算)。熔点160～162℃，1H NMR谱、红外光谱与标准谱图相符。
权利要求
1.一种4-氨基吡啶的制备方法，采用异烟酰胺霍夫曼降解的方法，将异烟酰胺在0-5℃条件下与催化剂进行搅拌反应45-50分钟，再缓慢升高反应温度到70-80℃，继续搅拌50-60分钟，然后，在反应体系中加入稀盐酸至反应体系pH值为1-2，在搅拌条件下将反应体系降至室温，再加入稀氢氧化钠或氢氧化钾溶液至反应体系pH值为12-13，反应液减压蒸馏除去部分水后，经冷却、过滤得到4-氨基吡啶粗产品；所说的催化剂采用如下方法制备先将碘或碱金属碘化物在室温下溶于水中，降至0～5℃后，依次加入氢氧化钠或氢氧化钾、溴，使碘或碱金属碘化物、氢氧化钠或氢氧化钾、溴、水的摩尔比为1∶50～70∶25～30∶500～600，经充分搅拌制成催化剂；上述催化剂的用量使碘或碱金属碘化物与异烟酰胺的摩尔比为1/20～1/25。
2.根据权利要求1的制备方法，其特征是粗产品用苯重结晶，经真空干燥后，获得4-氨基吡啶纯品。
3.根据权利要求1或2的制备方法，其特征是碱金属碘化物为碘化锂、碘化钠或碘化钾。
全文摘要
本发明涉及一种4－氨基吡啶的制备方法。本发明为一种基于异烟酰胺经霍夫曼降解反应制备4－氨基吡啶的方法，用价格便宜的碘或碱金属碘化物与氢氧化钠或氢氧化钾和溴按一定比例、在一定条件下制成催化剂，使异烟酰胺的霍夫曼降解反应的收率提高到了90％以上，制备的4－氨基吡啶的纯度大于99％，这不但可以提高以异烟酸为原料制备4－氨基吡啶的总产率，而且大大较低了催化剂的成本，对以异烟酸为原料制取4－氨基吡啶具有重要的应用价值。
文档编号C07D213/73GK1807415SQ20051000240
公开日2006年7月26日 申请日期2005年1月21日 优先权日2005年1月21日
发明者季生福, 胡林华, 李成岳 申请人:北京化工大学