本发明涉及一种高分子单体2,3,5,6-四氨基吡啶的制备方法。
背景技术:
2,3,5,6-四氨基吡啶是一种重要的化工原料,尤其可作为制备耐热的高分子功能单体,制备具刚性的特种高分子单体。其结构式为:
现有文献中,美国专利us.3,740,410公开的方法是利用2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶,在pd/c的催化下高压加氢还原,得到的粗产品经重结晶纯化,得到2,3,5,6-四氨基吡啶。
j.heterocyclicchem.12,789-791(1975)报道了以2,6-二苯偶氮基-3,5-二硝基吡啶为原料,pd/c为催化剂,高压下加氢还原,得到2,3,5,6-四氨基吡啶的类似方法。
上述制备方法中,2,3,5,6-四氨基吡啶均在高压釜中进行,操作繁琐,有危险,对设备的要求高,投资和维护费用大,工业化前景不理想。
技术实现要素:
本发明解决的技术问题是提供一种2,3,5,6-四氨基吡啶的制备方法,以克服现有技术中采用高压加氢还原方法存在的不安全因素,设备投资和维护上存在的不足。
本发明的技术构思是这样的:以2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶为原料,以无水甲酸铵为还原剂,在催化剂pd/c的存在下进行还原反应,从而可在常压下获得所说的2,3,5,6-四氨基吡啶。
本发明的技术方案:
将2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶、无水甲酸铵和催化剂pd/c加入到无水醇溶剂中,常压,20-45℃的条件下反应40-70分钟,然后从反应产物中收集目标产物2,3,5,6-四氨基吡啶。
本发明的反应式如下:
按照本发明,2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶与无水甲酸铵的摩尔比为1:4-12。
本发明所使用的催化剂pd/c的含量为2%、5%或10%重量百分比中的一种,2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶与催化剂pd/c的质量比为20-10:1。
本发明所使用的无水醇溶剂是甲醇或乙醇,优选甲醇,2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶与无水醇溶剂的重量体积比为1:4-10。
从反应产物中收集目标产物2,3,5,6-四氨基吡啶可包括如下步骤:
(1)反应液过滤除去催化剂,用无水醇溶剂洗涤,减压蒸除醇溶剂,经水洗,过滤,干燥后得到本发明的粗产物;
(2)步骤(1)的粗产物加入乙醇或异丙醇溶剂中加热热溶,活性炭脱色,热过滤;
(3)步骤(2)热过滤的滤液倾入石油醚或甲苯中的一种,冷却,析出的灰白色晶体即为本发明的目标产物。
本发明所使用的原料2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶可按polymer,39(24),5981-5986,1998的方法制备得到。
用本发明制备方法得到的2,3,5,6—四氨基吡啶,纯度达到99%以上,产率为85-95%。熔点>360℃(分解),与文献报道一致,以核磁共振鉴定产品的结构。
本发明与现有技术相比较,反应在常压下进行,避免了采用高压釜催化加氢还原存在的不安全因素。反应过程条件温和、操作安全简便,得到的产品纯度高,适于工业化生产。
具体实施方法
下面通过实施例对本发明作进一步说明,但实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
在装有搅拌器、温度计的反应烧瓶中加入2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶39.8g(0.20mol),无水甲酸铵50.5g(0.80mol),200ml无水甲醇,加入2.0g10%pd/c,常压,室温下搅拌,控制反应温度20-45℃,反应40-50分钟(用薄层色谱跟踪反应进程)。
反应液过滤,除去催化剂,滤饼用30ml无水甲醇洗涤,减压蒸除甲醇(甲醇经回收重复使用),分别用水120ml/次洗涤3次,过滤,干燥后得到2,3,5,6-四氨基吡啶粗产物27.1g,加入60ml乙醇溶剂中,加热溶解,加入活性炭3g脱色,热过滤,滤液倾入75ml石油醚(60~90℃)中冷却,过滤出析出的晶体,干燥,得到灰白色的目标产物2,3,5,6-四氨基吡啶23.8g,产率85.8%,纯度99.3%(hplc)。
实施例2
在装有搅拌器、温度计的反应烧瓶中加入2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶79.6g(0.40mol),无水甲酸铵201.8g(3.20mol),650ml无水乙醇,加入7.0g5%pd/c,常压,室温下搅拌,控制反应温度20-45℃,反应45-60分钟(用薄层色谱跟踪反应进程)。
反应液过滤,除去催化剂,滤饼用50ml无水乙醇洗涤,减压蒸除乙醇(乙醇经回收重复使用),分别用水300ml/次洗涤3次,过滤,干燥后得到2,3,5,6-四氨基吡啶粗产物55.1g,加入200ml异丙醇溶剂中,加热溶解,加入活性炭6g脱色,热过滤,滤液倾入200ml甲苯中,冷却,过滤出析出的晶体,干燥,得到灰白色的目标产物2,3,5,6-四氨基吡啶52.6g,产率94.6%,纯度99.2%(hplc)。
实施例3
在装有搅拌器、温度计的反应烧瓶中加入2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶79.6g(0.40mol),无水甲酸铵151.3g(2.40mol),200ml无水甲醇,300ml异丙醇,加入5.6g10%pd/c,常压,室温下搅拌,控制反应温度20-45℃,反应50-70分钟(用薄层色谱跟踪反应进程)。
反应液过滤,除去催化剂,滤饼用50ml无水甲醇洗涤,减压蒸除甲醇(甲醇经回收重复使用),分别用水300ml/次洗涤3次,过滤,干燥后得到2,3,5,6-四氨基吡啶粗产物53.8g,加入200ml异丙醇溶剂中,加热溶解,加入活性炭6g脱色,热过滤,滤液倾入200ml石油醚(60~90℃)中,冷却,过滤出析出的晶体,干燥,得到灰白色的目标产物2,3,5,6-四氨基吡啶50.5g,产率90.8%,纯度99.5%(hplc)。