背景技术

甲基吡啶氮氧化物是一类重要的有机化工中间体，在农药、医药、染料、杀虫剂、合成树脂等方面有着广泛的应用，特别是在新型农药和医药的应用方面，含吡啶基团的产品表现出很强的生理活性。尤其是2-甲基吡啶氧化物是新冠病毒的重要药物中间体，要求纯度高，醋酸含量≤0.5％，水份≤0.5％。由于2-甲基吡啶氧化物中氧原子的存在，使得它在不同的反应条件下，该氧原子既可以作为电子给予者，也可以作为电子接受者，因此氮?氧基团使吡啶环上2、4的亲核取代反应和亲电取代反应活性均有所增加。

目前合成2-甲基吡啶氧化物的主要方法：过氧化物直接氧化法和催化氧化法。其中第一种直接氧化法：例如中国专利201810030946.0中通过3?甲基吡啶与过氧化氢在微混合器中快速混合并在高温条件下于微反应器中完成氧化，生成的3?甲基吡啶?N? 氧化物溶液经过进一步闪蒸得到产品，氧化物容易发生爆炸。第二种催化氧化法：例如韩国专利KR1020030027253制备2-甲基吡啶氧化物的方法包括在强酸性阳离子交换树脂催化剂存在下使1当量的2?甲基吡啶与1.0至1.5当量的乙酸和1.0至2.5当量的过氧化氢反应，其中强酸阳离子交换树脂的量为每1g 2?甲基吡啶0.2～0.5g；反应温度为70～100℃； 反应时间为3小时。

可以发现，上述的通常做法是冰醋酸作溶剂，双氧水滴加，存在的缺陷是：(1)反应时间长，原料2?甲基吡啶有2?3％反应不完，双氧水需要加入过量；(2)反应温度相对较高，由于2-甲基吡啶氧化物受热不稳定，尤其在醋酸、双氧水体系中，只要加热就会发生爆炸可能：(3)2-甲基吡啶氧化物中的冰醋酸、水不容易去除；(4)污染大。2-甲基吡啶氧化物市场需求量比较大，因此研发一种环保、高效、经济的2-甲基吡啶氧化物的合成方法意义重大。

制备方法

(1)将2?甲基吡啶溶于苯中，2?甲基吡啶与苯的体积比为1:2，得到反应液A；

(2)在低温条件下，向反应液A缓慢滴入过氧化氢，过氧化氢加入过量，同时添加氧化钼和TEBA进行反应，氧化钼与TEBA的质量比例为1：3，复合催化剂的加入量为原料总质量的3％；跟踪反应3小时，使2?甲基吡啶的含量控制为0.5％，所述的低温条件为50℃；过氧化氢的质量分数为27 .5％；

(3)反应完成后，减压蒸苯(常规的方法，在此不做限定)，对反应液用冰箱进行冷冻，得到2-甲基吡啶氧化物。

分析方法

分析仪器为：灵华GC9890B，柱型：SE?5430m×0.32mm×0.4um；

A、仪器条件：a、柱温：140℃；检测器：280℃；汽化温度：280℃；灵敏度：3；b、氢气：0 .1Mpa；空气：0 .1Mpa；载气(氮气)：0 .08Mpa；

B、程序升温：140℃保留1min，20℃/min升温至280℃，保留5min。

C、样品处理：取0 .1g样品，加甲醇10mL溶解完全，用10uL进样器进样0.1uL，走样15min，面积归一法测其含量，色谱图如下图所示，产品2-甲基吡啶氧化物的纯度高达99.07％。

参考文献

[1]安徽星宇化工有限公司. 一种2-甲基吡啶-N-氧化物合成方法:CN202110637735.5[P]. 2021-10-22.

2-甲基吡啶氧化物是一种棕色结晶粉末，具有吸湿性和溶解性。它属于吡啶氮氧化合物，可用作氧化剂。它可以通过将2-甲基吡啶与氧化剂反应制备得到。

制备2-甲基吡啶氧化物常用的氧化剂有双氧水、间氯过氧苯甲酸、过氧乙酸等。在反应中，吡啶环上的基团一般不受影响，可以放心进行氧化反应。

2-甲基吡啶氧化物的合成路线如下图所示：

图1 2-甲基吡啶氧化物的合成路线

将K2CO3和过氧化脲溶解于1，4-二氧六环中，然后加入三氟乙酸酐和2-甲基吡啶，反应过夜后，通过蒸馏除去溶剂即可得到目标产物。

2-甲基吡啶氧化物具有较强的极性和亲水性质，可溶解于水。它在有机合成中具有广泛的应用，可以进行许多2-甲基吡啶无法或很难进行的反应，如卤代、碳氢键活化、硝化和腈基取代等。

由于2-甲基吡啶氧化物的氧化性质，它常被用作氧化剂或合成试剂，可将硫化物、胺类化合物和醇类化合物氧化为相应的氧化产物。它还可以作为氧源，在一些氧化偶联反应中发挥重要作用。

2-甲基吡啶氧化物的合成方法和应用为有机化学研究提供了更多的灵活性和策略。

参考文献：

[1] Rong, Dawen; et al Tetrahedron Letters (2008), 49(48), 6933-6935.