3-羟基吡啶是一种重要的化学试剂,可用作盘尼西林等药物的中间体,同时具有特效催化剂的特性,因为分子中同时存在路易斯酸和碱两种反应中心。
制备3-羟基吡啶的方法有几种,包括直接水解法、生成羧酸酚酯后再水解法、重氮化再氯代法和直接和氢氧化钾反应法。
一种制备方法是将3-氯吡啶溶解在溶剂中,加入碱性氢氧化物,反应后蒸馏除去溶剂,再经过中和、蒸干和蒸馏等步骤。
采用这种方法制备3-羟基吡啶的有益效果是反应条件温和,易于操作,后处理简单,适合工业化生产,且催化效果好,收率高。
具体实施方式包括将3-氯吡啶溶解在丙二醇中,加入氢氧化钠,反应后蒸馏除去丙二醇,再经过中和、蒸干和蒸馏等步骤,得到3-羟基吡啶,摩尔收率为85%。
4-碘-3-羟基吡啶是一种常用于合成医药化工产品的有机中间体。根据文献报道,可以通过不同的方法制备4-碘-3-羟基吡啶。
首先,将2-氯-4-碘吡啶(0.505g)、叔丁醇钾(2.5g)和重蒸馏的叔丁醇(12.5mL)混合物回流12-24小时。然后,冷却后去除溶剂,加入冰水,用氯仿萃取,除去未反应的原料。接下来,将水层用3N盐酸酸化,再用氯仿萃取,用水洗涤,用无水硫酸镁干燥,并浓缩,最终得到纯的4-碘-3-羟基吡啶,产量为0.237g,收率为51%。
该方法的核磁共振氢谱(1H-NMR)和碳谱(13C-NMR)数据如下:
1H-NMR (400 MHz, DMSO): δ / ppm = 8.20 (s&b, 1H), 7.20 (d, J = 6.77 Hz, 1H), 6.93 (d, J = 1.36 Hz, 1H), 6.48 (dd, J = 6.78, 1.45Hz, 1H)
13C-NMR (DMSO, 100 MHz, 25℃): δ = 160.8, 135.7, 128.4, 114.7, 112.4
红外光谱(IR)数据如下:
IR (KBr): ν~ / cm^-1 = 3254 (vw), 3086 (w), 2794 (s), 2384 (m), 1607 (s), 1496 (m), 1474 (s), 1342 (s), 1290 (s), 1231 (s), 1211 (s), 1107 (m), 1071 (m), 1052 (m), 998 (s), 982 (s), 957 (m), 894 (s), 881 (s), 856 (s), 808 (s), 760(s), 672 (m)
高分辨质谱(HRMS)数据如下:
HRMS (ESI, m/z): calculated for (M+H)+ 221.9415, found 221.9411
首先,在氮气氛下,在-15℃下,将3-羟基吡啶(2.85 g,30 mmol)的DMF/THF混合物(8:3,21 mL)中加入叔丁醇钾(3.71 g,33 mmol,1.1当量)。20分钟后,加入甲氧基甲基氯(MOMC1,2.5mL,31.5mmol,1.05当量),再过1小时,依次加入盐水和水。将混合物用乙酸乙酯萃取,洗涤后干燥并浓缩,得到3-甲氧基甲氧基吡啶。
然后,在氮气气氛下,于-78℃,将3-甲氧基甲氧基吡啶(1.39 g,10 mmol)在无水Et2O(50 mL)中的溶液中加入叔丁基锂(1.35 M的戊烷溶液,8.2 mL,11 mmol,1.1当量)。20分钟后,加入碘(3.04g,12mmol,1.2当量)的Et2O(30mL)溶液,并将反应混合物在-78℃下保持1小时。加入水,分离各相,萃取水相,洗涤合并的有机相,干燥并浓缩,得到4-碘-3-甲氧基甲氧基吡啶。
最后,将4-碘-3-甲氧基甲氧基吡啶(1.55g,5.84mmol)和PTSA(100mg)在水和Et2O之间分配。将混合物回流加热16小时,然后蒸发醚,加入等分的水,再回流8小时后,冷却至室温,通过过滤得到4-碘-3-羟基吡啶。
[1] Jankiewicz B J , Gao J , Reece J N , et al. Substituent Effects on the Nonradical Reactivity of 4-Dehydropyridinium Cation[J]. Journal of Physical Chemistry A, 2012, 116(12):3089-3093.
[2] Le Strat, Frédéric, Harrowven D C , Maddaluno J . New Approaches to Bicylic Vinyl Heterocycles from Propargylic Acetals[J]. The Journal of Organic Chemistry, 2005, 70(2):489-498.
3-羟基吡啶是一种无色至淡黄色的针状结晶。该化合物易溶于醇和水,微溶于醚和苯,其物理性质稳定,在正常温度和压力下不易分解。然而,当遇到三氯化铁时,会生成红色溶液,表明其具有一定的反应活性。此外,3-羟基吡啶在空气中易分解,因此在储存和使用过程中需要注意防潮和避光。3-羟基吡啶的制备方法多样,其中较为常见的是通过吡啶的磺化、碱熔、中和等步骤制得。这一过程中,需要严格控制反应条件和原料比例,以确保产品的纯度和收率。经过多步反应和提纯,最终得到高纯度的3-羟基吡啶,其熔点通常在123-130°C之间,沸点约为280-281°C[1-2].
3-羟基吡啶的性状
自主装(Self-Assembly)是纳米科学和材料科学中的一个重要概念,指的是分子或纳米粒子在特定条件下自发地组织成有序结构的过程。虽然3-羟基吡啶本身并不直接具备典型的自主装性能,但其作为有机合成的重要中间体,可以参与到多种能够形成自主装结构的反应体系中。例如,通过引入适当的官能团或与其他分子进行共聚反应,3-羟基吡啶可以参与到超分子组装、纳米材料的制备等过程中。这些过程中,3-羟基吡啶分子或其衍生物能够作为结构单元,通过非共价键(如氢键、π-π堆积、范德华力等)相互作用,形成具有特定形貌和功能的自主装结构。这些结构在药物传输、光电器件、传感器等领域具有潜在的应用价值[2].
3-羟基吡啶在医药领域具有广泛的应用前景。作为重要的医药中间体,它可以参与到多种药物的合成过程中,为药物分子提供必要的结构和功能基团。例如,通过进一步的化学反应,3-羟基吡啶可以转化为具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等活性的药物分子,为人类的健康事业贡献力量.
在有机合成领域,3-羟基吡啶也是一种不可或缺的原料。由于其分子中同时含有羟基和吡啶环,使得其能够参与到多种化学反应中,如酯化、醚化、酰胺化等。这些反应为合成复杂有机分子提供了可能,推动了有机化学研究的不断深入.
3-羟基吡啶还可以用于染料的制备。通过与其他化合物进行反应,可以合成出具有特定颜色和性能的染料分子。这些染料在纺织、印刷、塑料等行业具有广泛的应用,为产品的美化和装饰提供了重要支持[1-3].
[1]徐文国,封继康,孙家锺.3-羟基吡啶激发态质子转移反应的理论研究[J].高等学校化学学报, 1992.
[2]肖昕,陈凯,薛赛凤,等.八元瓜环与3-羟基吡啶的自组装研究[C]//大环化学和超分子化学的新发展——当前学科交叉的一个重要桥梁——中国化学会全国第十五届大环化学暨第七届超分子化学学术讨论会论文摘要集.中国化学会, 2010.
[3]沈永淼.3-羟基吡啶的生产方法.2010[2024-07-15].DOI:CN101891677 B.
2-氨基-3-羟基吡啶在常温常压下为灰白色至棕色粉末状,具有一定的碱性。熔点:170-173℃;水 分: 0.5% max;铁离子:40ppm max。
一种2-氨基-3-羟基吡啶的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:
将氯气或溴通入糠醛的水溶液中进行开环反应,将得到的混合液剂与氨基磺酸铵溶液反应,得到2-氨基-3-羟基吡啶磺酸盐;
将所述2-氨基-3-羟基吡啶磺酸盐在碱性条件下水解,得到棕色的所述2-氨基-3-羟基吡啶;
将所述棕色的2-氨基-3-羟基吡啶与二甲基甲酰胺反应后,将得到白色固体经甲醇解吸,得到白色的2-氨基-3-羟基吡啶;
其中,氨基磺酸铵溶液由以下方法制得,其包括:
将氨基磺酸分批加入氨水中,且使得到的氨基磺酸铵溶液的pH为1.5~2。
CN109535071B