背景及概述
2-氨基吡啶及其衍生物是农药和医药上的一种重要的化工中间体,可用于制备农药、药物、发光材料等,并且在农药中含氟农药是目前占比较大的一种农药,其中,含三氟甲基吡啶环是含氟农药中一种常见的结构,因此,2-氯-x(x=3,4,5,6)-三氟甲基吡啶可以在农药、医药等领域被广泛应用,2-氯-x(x=3.4.5.6)-二氟甲基吡啶中以2-氨基-4-二氟甲基吡啶的应用比较广泛。
制备
目前合成2-氨基-4-三氟甲基吡啶的方法有:利用2-氯-x-三氯甲基吡啶与无水HF反应,但是这种制备方法产生的副产物较多,随后又有相关研究使用2,6,4-二氯-4-三氟甲基吡啶为原料经过胺化、脱卤反应制备得到2-氨基-4-三氟甲基吡啶,这种方法在一定程度上增加了2,6,4-二氯-4-三氟甲基吡啶的选择性,但是由于反应在脱卤反应中催化剂容易失活,获得的2,6,4-二氯-4-三氟甲基吡啶的收率比较低[1]。
图1 2-氨基-4-三氟甲基吡啶的合成反应式
实验操作:
S1:在反应器中加入2,6,4-二氯-4-三氟甲基吡啶、胺类化合物、溶剂加热至160℃反应6h,得到物料A;S2:待物料A降至室温后,向反应器中加入催化剂、碱土金属氧化物混合均匀,然后通入氢气反应,得到物料B:S3:待物料B降至室温后,用饱和碱溶液调节物料B的 pH值为9,得到物料C:S4:使用水和乙酸乙酯萃取6次,留有机层,为物料D:S5:将物料D用饱和食盐水洗涤8次,得到物料E:S6:将物料E用干燥剂干燥后,进行减压浓缩除去溶剂,得到物料F;S7:将物料F干燥至恒重得到2-氨基-4-三氟甲基吡啶;
所述2,6,4-二氯-4-三氟甲基吡啶:胺类化合物=1g:3mL;所述溶剂的体积为胺类化合物体积的1.2倍:所述胺类化合物为氨水:所述氨水的质量浓度为28%:所述溶剂为四氢呋喃与N,N-二甲基甲酰胺的混合物,其体积比为3.2:1。所述催化剂的制备原料包括分子筛、Pd金属前驱体、硅烷偶联剂。
所述催化剂的制备步骤为:(1)将分子筛加入N.N-一甲基甲酰胺中,超声分散15min,得到料A:(2)向料A中加入硅烷偶联剂,在130℃下回流反应30h,得到料B:(3)料B月N,N-二甲基甲酰胺冲洗7次后干燥至怕重,得到料c.(4)将料C加入苯馏水中混合均匀后滴加Pd金属前驱体,搅拌混合60min,得到料D;(5)向料D中加入质量浓度为1%的硼氢化钠水溶液,混合搅拌20min,得到料E:(6)将料E抽滤,然后将滤饼烘于至恒重,得到催化剂。步骤(1)中,分子筛:N,N-二甲基甲酰胺=1g:60mL;分子筛:硅烷偶联剂=1g:1.6mL;料C:蒸馏水=1g;7mL;料C:Pd金属前驱体=1g:6mL:硼氢化钠水溶液与整理水的体积比为1:1.5:所述分子筛为ZSM-11分子筛:所述ZSM-11购自卓然环保科技(大连)有限公司;所述Pd金属前驱体为Pd(NH3)4(NO3)2水溶液;所述Pd(NH3)4(NO3)2水溶液由Pd(NH3)4(NO3)2和蒸馏水混合得到,其中Pd(NH3)4(NO3)2水溶液的质量浓度为4%;所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-570。
所述碱土金属氧化物为氧化钡;所述催化剂的重量为2,6,4-二氯-4-三氟甲基吡啶的重量的8%;所述碱土金属氧化物与催化剂的重量比为0.45:1;所述氢气的摩尔量为2,6,4-二氯-4-三氟甲基吡啶的摩尔量的57倍;S2中的反应温度为130℃,反应时间为4.5h。所述饱和碱溶液为饱和碳酸钠水溶液;所述为干燥剂无水硫酸钙。
参考文献
[1]Journal of Fluorine Chemistry, , vol. 93, # 2 p. 153 - 157