催化合成异烟酸甲酯

背景技术

异烟酸甲酯又称吡啶4-甲酸甲酯，是一种重要的有机合成中间体，主要用于医药生产，同时也是一种良好的工业溶剂。目前，国内外对于它的研究报道较少，多采用异烟酸和甲醇在浓硫酸作用下直接酯化合成。而浓硫酸作为传统的酯化催化剂，易使有机物氧化、碳化，导致一系列副反应的发生，同时对设备腐蚀严重，三废处理困难。因此，探索新型催化剂取代浓硫酸已成为研究热点。固体超强酸是近年来发展起来的一类新型催化剂，其酸性比浓硫酸强；具有很高的催化活性、酯化率高、制备容易、耐水性强；使用温度范围较宽，再生容易，可反复使用；副反应少，催化剂与产物易分离，且具有无毒无味无腐蚀等优点。本文将介绍以S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂为催化剂合成异烟酸甲酯。

合成方法

1、催化剂S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂的制备

称取一定量ZrOCl₂·8H₂O和NaSiO₃·9H₂O，用8%的稀氨水水解，调节溶液pH值至9；在0℃条件下陈化24h，抽滤，用蒸馏水洗至无Cl^-（用0.1mol/L AgNO₃溶液检验）。在110℃下烘干，研磨过100目筛；按15mL/g的比例，用0.5mol/L的过硫酸铵溶液浸渍8h；抽滤，在红外灯下烘干，置于500℃马弗炉中焙烧3h。制得固体超强酸催化剂S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂，置于干燥器中备用。

2、异烟酸甲酯的合成

在装有分水器、温度计、回流冷凝管的250mL三口烧瓶中，加入6.2g（0.05mol）异烟酸，16.2mL(0.4mol)无水甲醇，0.5g固体超强酸催化剂，在磁力搅拌器上加热至回流分水，并维持反应约3h。停止加热，冷却、过滤分离出固体超强酸催化剂，反应液分层后，用饱和的Na₂CO₃溶液中和洗涤、分液，再用无水MgSO₄干燥，先常压蒸馏回收过量甲醇，再减压蒸馏，收集95~100℃（2.67KPa）的馏分，即得稍带棕黄色的透明液体异烟酸甲酯。

参考文献

[1]郑超,王萍,张宏志,等. 固体超强酸S2O2-8/ZrO2-SiO2催化合成异烟酸甲酯[J]. 精细与专用化学品,2004,12(23):19-21. DOI:10.3969/j.issn.1008-1100.2004.23.006.