6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸的合成

2014-03-10 04:41齐旬通徐冰冰李公春王宏胜
浙江化工 2014年11期
关键词:喹啉高锰酸钾吡啶

张 伟,齐旬通,徐冰冰,李公春,王宏胜

(许昌学院化学化工学院,河南 许昌 461000)

0 前言

吡啶多羧酸类化合物是合成农药、医药和染料的中间体,它被广泛应用在药物合成以及工业合成等许多方面。吡啶多羧酸类化合物在配位聚合物的合成中是常用的一类有机配体,可以与多种金属离子作用,合成配合物[1-9],因此,合成吡啶多羧酸类化合物有着比较重要的意义。合成吡啶多羧酸类化合物最常用的方法是氧化喹啉或吡啶衍生物法[10-13],本文采用2-羟基-3-喹啉甲醛为原料,以高锰酸钾为氧化剂,水为溶剂,氧化合成了6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸。合成6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸的反应式如下:

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

CL-2A 型恒温电热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司),SHZ-D 型循环式多用真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司),RV05-5T 型旋转蒸发仪(德国IKA-Labortechnik 公司),FTIR-650 型傅里叶变换红外光谱仪(天津港东科技发展股份有限公司);2-羟基-3-喹啉甲醛,高锰酸钾,氢氧化钠,盐酸等。

1.2 实验步骤

在装有机械搅拌、回流冷凝管、温度计的100 mL 四颈烧瓶中,加入25.0 mL 水、0.25 g 氢氧化钠和0.88 g(0.005 mol)2-羟基-3-喹啉甲醛。开启机械搅拌,预热到60 ℃左右,分批慢慢加入7.9 g(0.05 mol)高锰酸钾,维持瓶内反应物温度在60 ℃~70 ℃之间。加完高锰酸钾后,升温至90 ℃左右反应,使氧化反应完全。趁热抽滤混合物,滤渣二氧化锰用少量热水洗涤3 次。将滤液和洗涤液合并,小心加热旋转蒸发浓缩,冷却后用浓盐酸酸化,使溶液呈强酸性,出现白色沉淀。抽滤得到白色固体,放置晾干,得到产物。

2 结果与讨论

2.1 6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸的合成

本实验采用高锰酸钾氧化2-羟基-3-喹啉甲醛合成6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸,氧化反应过程中强烈放热,所以要分批加入高锰酸钾,并控制好加入高锰酸钾的速度,不宜过快,以免反应过于剧烈,造成温度控制比较困难。若反应温度过高,可用冷水浴冷却。高锰酸钾加完后,反应物温度开始下降时,升温至90 ℃左右反应,使氧化反应完全,并使二氧化锰沉淀陈化。用玻璃棒蘸一滴反应混合物点到滤纸上做点滴试验,若在二氧化锰点的周围没有出现紫色的环,则说明氧化反应结束。趁热抽滤混合物,滤渣二氧化锰用少量热水洗涤。合并滤液和洗涤液,小心加热旋转蒸发浓缩,冷却后用浓盐酸酸化,使溶液呈强酸性,pH 值在2 左右,出现白色沉淀。抽滤得6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸。

2.2 产品红外谱图分析

对合成的产物在FTIR-650 型傅里叶变换红外光谱仪上用KBr 压片法进行了红外光谱测试,所得红外光谱见图1。

图1 6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸红外谱图

从6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸红外谱图可以看出:3506.4 cm-1和3422.5 cm-1处的中强峰归属为羟基和羧基的O-H 键伸缩振动吸收峰,3201.3 cm-1处的宽峰归属为羧基形成氢键后的O-H 键伸缩振动吸收峰,2924.9 cm-1处的尖峰归属为吡啶环上的C-H 键伸缩振动吸收峰,1692.7 cm-1处的吸收峰归属为羧基的羰基C=O 伸缩振动吸收峰,1591.3 cm-1、1530.5 cm-1、1456.0 cm-1和1403.9 cm-1处的吸收峰归属为芳香吡啶环的吸收峰,这些吸收峰表明所合成的化合物为吡啶甲酸的结构。结合氧化反应的原料结构,说明所合成的产物为6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸。

3 结论

采用2-羟基-3-喹啉甲醛为原料,以高锰酸钾为氧化剂,以水为溶剂,经过氧化、浓缩、浓盐酸酸化、抽滤、干燥,合成了6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸0.71 g,产率62.2%。

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