[发明专利]一种吡啶-2，3-二羧酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种吡啶-2，3-二羧酸酯的制备方法。

背景技术

吡啶-2，3-二羧酸酯是重要的农药及医药中间体，其中吡啶-2，3-二羧酸二乙酯是合成咪唑啉酮类除草剂灭草烟及医药莫西沙星的重要中间体。Journal of the Indian ChemicalSociety，71(2)，75-9；1994、Bioorganic&Medicinal Chemi-stry，11(3)，433-450；2003、Journal ofthe American Chemical Societ-y，125(1)，296-304；2003中介绍了由吡啶-2，3-二羧酸经浓硫酸催化与乙醇、甲醇反应合成吡啶-2，3-二羧酸酯的方法，此方法都存在反应时间长、催化剂用量大、收率较低、后处理时需要对废酸进行再处理、对环境不利等问题。

此外，US4983612公开了由吡啶-2，3-二羧酸经对甲苯磺酸和盐酸共同催化与乙醇反应合成吡啶-2，3-二羧酸二乙酯的方法，反应时间为48小时，酯化收率为58.7％。OrganicLetters，8(5)，951-954；2006公开了吡啶-2，3-二羧酸与异丙醇在二环己基碳二亚胺(DCC)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下合成吡啶-2，3-二羧酸二异丙酯的方法，反应温度为60℃，反应时间24小时，酯化收率为70％。这些方法都存在共同的缺点：反应时间长，收率较低。

发明内容

吡啶-2，3-二羧酸酯的制备关键在于催化剂的选择。为了克服现有技术中存在的制备吡啶-2，3-二羧酸酯反应时间长、收率较低、对环境不利等问题，本发明的发明人致力于选择一种新的催化剂用于制备吡啶-2，3-二羧酸酯。经过对催化剂进行大量筛选和条件试验，本发明确定了以阳离子交换树脂作为制备吡啶-2，3-二羧酸酯的催化剂及合适的工艺条件。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种制备吡啶-2，3-二羧酸酯的方法，包括：把碳数为1-5的烷基醇与吡啶-2，3-二羧酸于有机溶剂中混合，在阳离子交换树脂的催化作用下于30-150℃进行酯化反应，反应时间为1-24小时。

本发明选用的阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂，树脂基体为苯乙烯系，如市售的732、734、D001型阳离子交换树脂。阳离子交换树脂的用量为原料吡啶-2，3-二羧酸重量的1-80％。酯化反应适宜的溶剂选自以过量的原料烷基醇作为溶剂，溶剂的用量为原料吡啶-2，3-二羧酸重量的1.5-100倍。

反应也可以使用与原料烷基醇互溶的混合溶剂例如二甲基甲酰胺、丙酮、甲苯或苯。此时，烷基醇按反应所需的摩尔数定量或稍过量加入即可，例如吡啶-2，3-二羧酸与烷基醇投料比为1∶2.2。考虑到后处理简便等因素，优选使用过量的原料烷基醇作为溶剂。

应用本发明的制备方法，可以制得吡啶-2，3-二羧酸的C₁-C₅的酯，特别是制备吡啶-2，3-二羧酸的C₁-C₃的酯。

本发明较优选的技术方案为：

反应温度为40-120℃；更优选为反应液的回流温度。

反应时间为1-16小时；更优选为2-12小时。

阳离子交换树脂的用量为原料吡啶-2，3-二羧酸重量的1-50％；更优选为2-20％。

原料烷基醇的用量为吡啶-2，3-二羧酸重量的2-20倍。

本发明所用的阳离子交换树脂有市售，在使用之前需要进行预处理。可以按照本领域的技术人员所公知的方法(水洗、碱洗、酸洗)进行预处理，具体操作如下：

将待处理的阳离子交换树脂浸泡于两倍体积的饱和食盐水中18-20小时，之后放尽食盐水，用蒸馏水漂洗净，使排出水不带黄色；再用2％-4％氢氧化钠溶液(用量同前)浸泡2-4小时，放尽碱液后，用蒸馏水冲洗树脂直至排出水接近中性为止；最后用5％盐酸溶液(用量同前)浸泡4-8小时，放尽酸液，用蒸馏水漂洗至中性待用。

酯化反应的操作是本领域的技术人员熟悉的，即将原料吡啶-2，3-二羧酸与烷基醇混合，升温至反应所需温度进行反应，反应终点采用高效液相色谱检测，分析原料吡啶-2，3-二羧酸含量，当含量小于1％即为反应结束，反应结束后过滤，阳离子交换树脂用参与反应的烷基醇淋洗，滤液合并精馏，分离烷基醇与产品吡啶-2，3-二羧酸酯。