本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶的合成方法。
背景技术：
4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶是一种重要的化工中间体，广泛应用于医药、染料以及农药等精细化工产品的合成。由于具有强的给电子配位能力，常作为金属－有机化合物的配体，与一系列的过渡金属离子生成金属配合物，这类配合物具有特殊的光、电和催化性质，具备广泛的应用价值。
现有技术中：4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶的合成，主要是以4,4'-二甲氧基-2,2'-联吡啶水解得到（如Journal of Organometallic Chemistry，V791，P175-182，2015），但实际中往往以2,2’-联吡啶为原料，经过氧化、硝化、甲氧基化、脱氧和去甲基五步反应得以完成（天津师范大学学报（自然科学版），第31卷，第4期， 92-94页）。该方法步骤较多，依次包括N-氧化、硝化、甲氧基化、去氮氧化和羟基化，总产率较低，为24.6%，且产生大量污水。
此外Dehmlow, Eckehard V.等提出以4-甲氧基-2-氯吡啶为原料，经过两步合成4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶（Liebigs Annalen der Chemie，nb.9，p953 – 960，1992）。该方法使用四三苯基膦钯或镍等金属配合物作为催化剂，不仅总产率低，成本也高。
技术实现要素：
本发明目的在于提供了一种4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶的合成方法。
基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：一种4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶的合成方法，包括以下步骤：1）将2,2'-联吡啶加入到有机溶剂与水的混合溶剂中混合，加入磷酸二氢盐和表面活性剂于30～35℃下搅拌20～35min；2）加入高铁酸盐和钼酸钠的混合物A，通入保护气，将体系温度升至50～60℃，反应5～8h；3）反应液冷却，分离提纯得到产物4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶。
所述2,2’-联吡啶与混合溶剂的用量比为1g:（8～13）ml；2,2’-联吡啶、磷酸二氢盐和表面活性剂的质量比：1:（0.06～0.09）:（0.006～0.018）；高铁酸盐和钼酸钠的质量比为1:（1.2～1.6）；2,2’-联吡啶和高铁酸盐的质量比为1:（0.3～0.45）；高铁酸盐为高铁酸钠或高铁酸钾；表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵，四丁基溴化铵和十二烷基三甲基氯化铵中的一种或者两种以上的混合。
所述磷酸二氢盐为磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。
步骤1）中，混合溶剂中有机溶剂为1,2-二氯乙烷、甲苯、异丙醇、1,4-二氧六环和DMF的一种或两种以上的混合，有机溶剂与水的体积比为1:（0.15～0.28）。
步骤2）中，所述保护气为氩气或氮气。
步骤3）中，分离提纯的具体操作为：冷却后，过滤除去不溶物后，滤液分层，水相经有机溶剂萃取后合并到有机相，有机相经浓缩除去溶剂后得到4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶。
萃取时采用的有机溶剂为二氯甲烷，二氯乙烷，三氯甲烷，苯和甲苯中的一种或两种以上的混合。
本发明中，羟基化的过程是反应体系和反应试剂共同作用的结果，所以不能判定单一反应物为羟基化试剂，应该是磷酸二氢盐在水相中的环境，加上高铁酸盐和钼酸钠共同作用，使4号位生成羟基；原料在水中溶解度不大，而其他物质在有机相中溶解度不大，鉴于此，使用非均相体系（有机溶剂和水的混合体系）；因为是非均相体系，使用表面活性剂使反应物容易接触，提高反应几率；磷酸二氢盐在体系中提供微酸性环境，利于羟基的生成；高铁酸盐是一种氧化剂，和钼酸钠配合使用并调配该比例，限制其氧化性，减少其副反应（芳环上的羟基容易被氧化），相当于选择性氧化，此外，高铁酸盐和钼酸钠作为水处理剂，尤其是高铁酸盐，起到净化水，减少污水排放的效果；通入保护气，也是为了保护产物羟基。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1）原料价格便宜，成本低；
2）反应步骤较短，一步反应；
3）操作简单，产率高达97.5%以上，且工艺成本低；
4）后处理简单，水污染少。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶的合成方法，包括以下步骤：
1）将2,2'-联吡啶加入到有机溶剂与水的混合溶剂中混合，加入磷酸二氢钠和表面活性剂于30℃下搅拌35min；步骤1）中，混合溶剂中有机溶剂为1,2-二氯乙烷，有机溶剂与水的体积比为1:0.20；所述2,2’-联吡啶与混合溶剂的用量比为1g:10ml；2,2’-联吡啶、磷酸二氢钠和表面活性剂的质量比：1:0.08:0.010；
2）加入高铁酸盐和钼酸钠的混合物A，通入保护气，将体系温度升至55℃，反应7h；步骤2）中，所述保护气为氮气；高铁酸盐和钼酸钠的质量比为1:1.5；2,2’-联吡啶和高铁酸盐的质量比为1:0.4；高铁酸盐为高铁酸钠；表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵。
3）反应液冷却，分离提纯得到产物4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶；步骤3）中，分离提纯的具体操作为：冷却后，过滤除去不溶物后，滤液分层，水相经有机溶剂萃取后合并到有机相，有机相经浓缩除去溶剂后得到4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶，产率97.5%。萃取时采用的有机溶剂为苯。
实施例2
一种4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶的合成方法，包括以下步骤：
1）将2,2'-联吡啶加入到有机溶剂与水的混合溶剂中混合，加入磷酸二氢钠和表面活性剂于35℃下搅拌20min；步骤1）中，混合溶剂中有机溶剂为异丙醇，有机溶剂与水的体积比为1:0.15；所述2,2’-联吡啶与混合溶剂的用量比为1g:8ml；2,2’-联吡啶、磷酸二氢钠和表面活性剂的质量比：1:0.06:0.006；
2）加入高铁酸盐和钼酸钠的混合物A，通入保护气，将体系温度升至50℃，反应8h；步骤2）中，所述保护气为氮气；高铁酸盐和钼酸钠的质量比为1:1.2；2,2’-联吡啶和高铁酸盐的质量比为1:0.3；高铁酸盐为高铁酸钾；表面活性剂为四丁基溴化铵。
3）反应液冷却，分离提纯得到产物4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶；步骤3）中，分离提纯的具体操作为：冷却后，过滤除去不溶物后，滤液分层，水相经有机溶剂萃取后合并到有机相，有机相经浓缩除去溶剂后得到4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶，产率99.1%。萃取时采用的有机溶剂为二氯甲烷。
实施例3
一种4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶的合成方法，包括以下步骤：
1）将2,2'-联吡啶加入到有机溶剂与水的混合溶剂中混合，加入磷酸二氢钾和表面活性剂于35℃下搅拌20min；步骤1）中，混合溶剂中有机溶剂为甲苯，有机溶剂与水的体积比为1: 0.28；所述2,2’-联吡啶与混合溶剂的用量比为1g: 13ml；2,2’-联吡啶、磷酸二氢钾和表面活性剂的质量比：1:0.09:0.018；
2）加入高铁酸盐和钼酸钠的混合物A，通入保护气，将体系温度升至60℃，反应5h；步骤2）中，所述保护气为氮气；高铁酸盐和钼酸钠的质量比为1:1.6；2,2’-联吡啶和高铁酸盐的质量比为1:0.45；高铁酸盐为高铁酸钠；表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵。
3）反应液冷却，分离提纯得到产物4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶；步骤3）中，分离提纯的具体操作为：冷却后，过滤除去不溶物后，滤液分层，水相经有机溶剂萃取后合并到有机相，有机相经浓缩除去溶剂后得到4,4’-二羟基-2,2’-联吡啶，产率98.6%。萃取时采用的有机溶剂为甲苯。
在其他实施例中，步骤1）中混合溶剂中有机溶剂还可以是1,4-二氧六环或DMF，或其与其他所述任一有机溶剂的混合。步骤3）中萃取时采用的有机溶剂还可以为二氯乙烷或三氯乙烷或其与其他任一所述有机溶剂的混合。
结构确认
实施例1-3得到的产物为白色固体，同时对各产物进行熔点测试、HNMR测试及质谱分析，经分析确认所得产物确为目标产物4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶，其具体结果为：
产物熔点：258.2～261.0℃；
HNMR数据：8.52（d，2H）,7.80（d，2H）,7.27(dd,2H)；
质谱分析：分子离子峰m/z =184，对应产物分子量。